基于線控全輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動協(xié)調(diào)的輪轂電動汽車操控穩(wěn)定性控制研究
發(fā)布時間:2022-01-22 14:11
當(dāng)前,傳統(tǒng)集中式驅(qū)動燃油車動力源的電機化改造已取得階段性成果。但是,這種對傳統(tǒng)車輛底盤結(jié)構(gòu)的簡單繼承,整車控制效果改善較為有限。相比之下,采用分布式獨立驅(qū)動、轉(zhuǎn)向、制動的輪轂電機驅(qū)動電動汽車(下稱輪轂電動汽車),各輪轉(zhuǎn)向角、驅(qū)動力矩獨立可控,從根本上改變了底盤的牽引控制方式。這種分布式驅(qū)動結(jié)構(gòu)給車輛運動和控制帶來全新可能,在主動安全性和動力學(xué)品質(zhì)上更具優(yōu)勢,因此被業(yè)界譽為汽車的終極驅(qū)動形式。然而,這種結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特征的顛覆性改變,也使得整車操控穩(wěn)定性成為一個全新的問題。輪轂電動汽車各輪之間缺乏確定約束關(guān)系,由此產(chǎn)生的差動轉(zhuǎn)向效應(yīng)會產(chǎn)生橫擺力矩干擾,致使當(dāng)前主流的DYC穩(wěn)定性控制系統(tǒng)失效。本文依托于國家自然科學(xué)基金資助項目(51577120)“基于隱馬爾可夫的全線控輪轂電動汽車操控穩(wěn)定性關(guān)鍵問題研究”,和深圳市基礎(chǔ)研究資助項目(JCYJ20170302142107025)“全輪轉(zhuǎn)向輪轂電動起汽車節(jié)能與操縱穩(wěn)定性關(guān)鍵問題研究”,開展了線控四輪電動汽車全輪轉(zhuǎn)向和全輪驅(qū)動協(xié)調(diào)控制研究,處理了轉(zhuǎn)向、驅(qū)動系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)屬性模糊帶來的運動沖突問題。圍繞上述研究目的,主要開展了以下工作:(1)全線控輪轂電...
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1分布式驅(qū)動輪轂電動汽車及其驅(qū)動單元
(a)傳統(tǒng)集中式集中式驅(qū)動結(jié)構(gòu) (b)輪轂電動汽車分布式驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖1.2 集中式驅(qū)動與分布式驅(qū)動底盤結(jié)構(gòu)目前,輪轂電動汽車尚處在研發(fā)中,國內(nèi)外許多高校企業(yè)都投入了大量精力,也取得許多喜人的研究成果,但是其距離實際量產(chǎn)依舊還存在許多關(guān)鍵技術(shù)難題,其中最為迫切的是輪轂電動汽車操控穩(wěn)定性研究,其作為基礎(chǔ)是其他關(guān)鍵技術(shù)研究的前提,故而更具迫切性。車輛的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員盡量舒適狀態(tài)下,車輛能遵循駕駛員意圖行駛的能力,且當(dāng)遭遇外界干擾時,車輛能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力[7]。由于采用分布式驅(qū)動,輪轂電動汽車各執(zhí)行機構(gòu)間不存在確定的機械約束,因此整車牽引控制效果依賴于各執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào),其動力學(xué)結(jié)構(gòu)形式與傳統(tǒng)汽車相差巨大。雖放寬了對控制系統(tǒng)設(shè)計的限制
(a)Ellica 輪轂電動汽車 (b)三菱 MIEV 概念車 (c)UOT Electric March(d)Seque 氫燃料概念車 (e)Ohio State University試驗臺 (f) 大山貓 輪式戰(zhàn)車圖1.3 國外分布式輪轂電機驅(qū)動車輛國內(nèi)對此也開發(fā)了相應(yīng)的試驗平臺并進行了相應(yīng)的穩(wěn)定性、平順性等研究。例如,同濟大學(xué)[21]相繼開發(fā)的春暉系列電動車;清華大學(xué)[22, 23]設(shè)計的短途經(jīng)濟型微型輪轂電動汽車 哈利 ;吉林大學(xué)[6, 24-26]的全線控輪轂電動車平臺UFEV;此外,香港中文大學(xué)[27, 28]、北京理工大學(xué)[7]、上海交通大學(xué)[29]、山東大學(xué)[30, 31]等大學(xué)及科研單位也針對輪轂電動汽車進行了樣車開發(fā)。(a)同濟大學(xué) 春暉 三號 (b)清華大學(xué)微型車 哈利 (c)吉林大學(xué)UFEV試驗車(d)香港中文大學(xué)OK 1 (e)北京理工大學(xué)輪式戰(zhàn)車 (f)山東大學(xué)試驗車圖1.4 國內(nèi)分布式輪轂電機驅(qū)動車輛綜上所述,雖然目前國內(nèi)外不少機構(gòu)針對輪轂電動汽車提出了一些產(chǎn)品級解決方案,但是實際上這種汽車的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,迫于安全、穩(wěn)定、可靠性的原因,現(xiàn)階段
【參考文獻】:
期刊論文
[1]輪轂電機驅(qū)動電動汽車側(cè)傾穩(wěn)定性解耦控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠. 機械工程學(xué)報. 2017(16)
[2]從電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃看新能源發(fā)展[J]. 李瓊慧,王彩霞. 中國電力. 2017(01)
[3]基于滑模控制的4WS汽車閉環(huán)操縱穩(wěn)定性研究[J]. 譚運生,沈峘,黃滿洪,梁中漢. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2014(11)
[4]一種帶新型內(nèi)置懸置系統(tǒng)的電動輪結(jié)構(gòu)研究[J]. 羅玉濤,譚迪. 汽車工程. 2013(12)
[5]節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[J]. 中國汽車界. 2012(08)
[6]線控四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動車集成控制[J]. 李剛,宗長富,陳國迎,洪偉,何磊. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2012(04)
[7]4WID-4WIS車輛橫擺運動AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 楊福廣,阮久宏,李貽斌,榮學(xué)文,邱緒云,尹占芳. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2011(10)
[8]4WID/4WIS電動車建模和特殊工況仿真[J]. 宗長富,劉經(jīng)文,鄭宏宇,宋攀,張強. 汽車工程. 2011(10)
[9]基于模型預(yù)測控制的汽車底盤集成控制[J]. 楊建森,郭孔輝,丁海濤,郝寶青,李飛. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(S2)
[10]主動前輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩集成控制算法[J]. 李剛,宗長富,姜立勇,梁赫奇,洪偉. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(S2)
博士論文
[1]四輪轂電機電動汽車狀態(tài)軟測量及操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 王成.吉林大學(xué) 2016
[2]基于約束優(yōu)化的汽車集成控制研究[D]. 王御.吉林大學(xué) 2016
[3]輪轂電機驅(qū)動電動汽車狀態(tài)估計及直接橫擺力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大學(xué) 2016
[4]全線控四輪獨立轉(zhuǎn)向/驅(qū)動/制動電動汽車動力學(xué)集成控制研究[D]. 宋攀.吉林大學(xué) 2015
[5]分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)控制機理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大學(xué) 2015
[6]輪轂電機驅(qū)動電動車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計與性能匹配[D]. 史天澤.吉林大學(xué) 2015
[7]8×8輪轂電機驅(qū)動車輛操縱穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 劉明春.北京理工大學(xué) 2015
[8]輪轂電機驅(qū)動電動汽車聯(lián)合制動的模糊自整定PID控制方法研究[D]. 林輝.吉林大學(xué) 2013
[9]線控四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動汽車穩(wěn)定性與節(jié)能控制研究[D]. 李剛.吉林大學(xué) 2013
[10]四輪獨立線控電動汽車試驗平臺搭建與集成控制策略研究[D]. 陳國迎.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]四輪獨立電動車驅(qū)動/轉(zhuǎn)向/制動穩(wěn)定性集成控制算法研究[D]. 劉經(jīng)文.吉林大學(xué) 2012
[2]基于駕駛員行為的車道保持系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策與控制[D]. 朱波.吉林大學(xué) 2006
本文編號:3602338
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1分布式驅(qū)動輪轂電動汽車及其驅(qū)動單元
(a)傳統(tǒng)集中式集中式驅(qū)動結(jié)構(gòu) (b)輪轂電動汽車分布式驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖1.2 集中式驅(qū)動與分布式驅(qū)動底盤結(jié)構(gòu)目前,輪轂電動汽車尚處在研發(fā)中,國內(nèi)外許多高校企業(yè)都投入了大量精力,也取得許多喜人的研究成果,但是其距離實際量產(chǎn)依舊還存在許多關(guān)鍵技術(shù)難題,其中最為迫切的是輪轂電動汽車操控穩(wěn)定性研究,其作為基礎(chǔ)是其他關(guān)鍵技術(shù)研究的前提,故而更具迫切性。車輛的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員盡量舒適狀態(tài)下,車輛能遵循駕駛員意圖行駛的能力,且當(dāng)遭遇外界干擾時,車輛能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力[7]。由于采用分布式驅(qū)動,輪轂電動汽車各執(zhí)行機構(gòu)間不存在確定的機械約束,因此整車牽引控制效果依賴于各執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào),其動力學(xué)結(jié)構(gòu)形式與傳統(tǒng)汽車相差巨大。雖放寬了對控制系統(tǒng)設(shè)計的限制
(a)Ellica 輪轂電動汽車 (b)三菱 MIEV 概念車 (c)UOT Electric March(d)Seque 氫燃料概念車 (e)Ohio State University試驗臺 (f) 大山貓 輪式戰(zhàn)車圖1.3 國外分布式輪轂電機驅(qū)動車輛國內(nèi)對此也開發(fā)了相應(yīng)的試驗平臺并進行了相應(yīng)的穩(wěn)定性、平順性等研究。例如,同濟大學(xué)[21]相繼開發(fā)的春暉系列電動車;清華大學(xué)[22, 23]設(shè)計的短途經(jīng)濟型微型輪轂電動汽車 哈利 ;吉林大學(xué)[6, 24-26]的全線控輪轂電動車平臺UFEV;此外,香港中文大學(xué)[27, 28]、北京理工大學(xué)[7]、上海交通大學(xué)[29]、山東大學(xué)[30, 31]等大學(xué)及科研單位也針對輪轂電動汽車進行了樣車開發(fā)。(a)同濟大學(xué) 春暉 三號 (b)清華大學(xué)微型車 哈利 (c)吉林大學(xué)UFEV試驗車(d)香港中文大學(xué)OK 1 (e)北京理工大學(xué)輪式戰(zhàn)車 (f)山東大學(xué)試驗車圖1.4 國內(nèi)分布式輪轂電機驅(qū)動車輛綜上所述,雖然目前國內(nèi)外不少機構(gòu)針對輪轂電動汽車提出了一些產(chǎn)品級解決方案,但是實際上這種汽車的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,迫于安全、穩(wěn)定、可靠性的原因,現(xiàn)階段
【參考文獻】:
期刊論文
[1]輪轂電機驅(qū)動電動汽車側(cè)傾穩(wěn)定性解耦控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠. 機械工程學(xué)報. 2017(16)
[2]從電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃看新能源發(fā)展[J]. 李瓊慧,王彩霞. 中國電力. 2017(01)
[3]基于滑模控制的4WS汽車閉環(huán)操縱穩(wěn)定性研究[J]. 譚運生,沈峘,黃滿洪,梁中漢. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2014(11)
[4]一種帶新型內(nèi)置懸置系統(tǒng)的電動輪結(jié)構(gòu)研究[J]. 羅玉濤,譚迪. 汽車工程. 2013(12)
[5]節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[J]. 中國汽車界. 2012(08)
[6]線控四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動車集成控制[J]. 李剛,宗長富,陳國迎,洪偉,何磊. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2012(04)
[7]4WID-4WIS車輛橫擺運動AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 楊福廣,阮久宏,李貽斌,榮學(xué)文,邱緒云,尹占芳. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2011(10)
[8]4WID/4WIS電動車建模和特殊工況仿真[J]. 宗長富,劉經(jīng)文,鄭宏宇,宋攀,張強. 汽車工程. 2011(10)
[9]基于模型預(yù)測控制的汽車底盤集成控制[J]. 楊建森,郭孔輝,丁海濤,郝寶青,李飛. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(S2)
[10]主動前輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩集成控制算法[J]. 李剛,宗長富,姜立勇,梁赫奇,洪偉. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(S2)
博士論文
[1]四輪轂電機電動汽車狀態(tài)軟測量及操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 王成.吉林大學(xué) 2016
[2]基于約束優(yōu)化的汽車集成控制研究[D]. 王御.吉林大學(xué) 2016
[3]輪轂電機驅(qū)動電動汽車狀態(tài)估計及直接橫擺力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大學(xué) 2016
[4]全線控四輪獨立轉(zhuǎn)向/驅(qū)動/制動電動汽車動力學(xué)集成控制研究[D]. 宋攀.吉林大學(xué) 2015
[5]分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)控制機理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大學(xué) 2015
[6]輪轂電機驅(qū)動電動車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計與性能匹配[D]. 史天澤.吉林大學(xué) 2015
[7]8×8輪轂電機驅(qū)動車輛操縱穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 劉明春.北京理工大學(xué) 2015
[8]輪轂電機驅(qū)動電動汽車聯(lián)合制動的模糊自整定PID控制方法研究[D]. 林輝.吉林大學(xué) 2013
[9]線控四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動汽車穩(wěn)定性與節(jié)能控制研究[D]. 李剛.吉林大學(xué) 2013
[10]四輪獨立線控電動汽車試驗平臺搭建與集成控制策略研究[D]. 陳國迎.吉林大學(xué) 2012
碩士論文
[1]四輪獨立電動車驅(qū)動/轉(zhuǎn)向/制動穩(wěn)定性集成控制算法研究[D]. 劉經(jīng)文.吉林大學(xué) 2012
[2]基于駕駛員行為的車道保持系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策與控制[D]. 朱波.吉林大學(xué) 2006
本文編號:3602338
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