本文關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺力矩控制與轉(zhuǎn)矩分配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在有限的能源壓力以及環(huán)境污染日益加劇的困擾下，大力發(fā)展電動(dòng)汽車被認(rèn)為是能夠有效緩解這種現(xiàn)象的一種途徑。因此，當(dāng)今世界各國都在積極的研究電動(dòng)汽車并致力于其向市場的推廣。而分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式以及性能特點(diǎn)正受到各國研究學(xué)者的重視，成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車取消了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，而將其替換為電池和內(nèi)嵌在車輪里的輪轂電機(jī)，這也就使得各個(gè)車輪能夠獨(dú)立可控。那么分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在行駛過程中的穩(wěn)定性控制必將與傳統(tǒng)汽車有所不同，所以研究其在行駛過程中的穩(wěn)定性控制問題很有必要。本文針對分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在行駛過程中橫擺穩(wěn)定性控制與轉(zhuǎn)矩分配問題進(jìn)行展開研究的。 首先，，針對于本文所要研究的對象，對其進(jìn)行車輛動(dòng)力學(xué)建模，將車輛的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行模塊化建模，包括車身動(dòng)力學(xué)模型、UniTire輪胎模型、車輪動(dòng)力學(xué)模型、駕駛員模型、輪轂電機(jī)模型等，再將這些子系統(tǒng)集成整合為分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車仿真試驗(yàn)平臺(tái)。 其次，利用層次化雙層控制架構(gòu)思想對本文的控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。層次化雙層控制架構(gòu)系統(tǒng)分為上層運(yùn)動(dòng)控制器和下層控制分配器，其上層控制器的輸入為車輛在行駛過程中狀態(tài)參數(shù)。所以研究開發(fā)準(zhǔn)確估計(jì)車輛狀態(tài)參數(shù)的觀測器很有必要。為了降低觀測器的復(fù)雜程度，開發(fā)了降階的滑模狀態(tài)觀測器對車輛狀態(tài)進(jìn)行了實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確估計(jì)。結(jié)果表明本文開發(fā)的降階滑模觀測器能夠達(dá)到理想的估計(jì)效果。 之后，再從車輛系統(tǒng)的可控性分析入手，并分析了車輛狀態(tài)與行駛穩(wěn)定性的關(guān)系。選擇車輛的質(zhì)心側(cè)偏角作為控制目標(biāo)，在基于動(dòng)態(tài)面控制理論對車輛質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行控制，讓其跟隨二自由度線性車輛模型的質(zhì)心側(cè)偏角，通過上層控制器計(jì)算出所需要的期望橫擺力矩。然后由下層控制器將上層控制器計(jì)算的期望橫擺力矩在各個(gè)約束條件下通過優(yōu)化分配算法最優(yōu)地分配到各個(gè)電機(jī)執(zhí)行器，這樣就得到了各個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，也即完成了最優(yōu)的全輪轉(zhuǎn)矩分配，最終完成對車輛穩(wěn)定性的控制。仿真結(jié)果表明本文開發(fā)的層次化雙層控制系統(tǒng)對分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的穩(wěn)定性有著良好的控制效果。 最后，通過駕駛員在環(huán)實(shí)時(shí)仿真試驗(yàn)平臺(tái)對本文開發(fā)的車輛控制系統(tǒng)的上層控制器進(jìn)行了駕駛員在環(huán)仿真試驗(yàn)，其結(jié)果表明本文開發(fā)的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)能夠很好的提升車輛在復(fù)雜工況下的操縱穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：分布式驅(qū)動(dòng) 橫擺力矩控制 分層控制架構(gòu) 降階滑模觀測器 動(dòng)態(tài)面控制 優(yōu)化分配 駕駛員在環(huán)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 本課題的研究背景及意義12-15
• 1.1.1 傳統(tǒng)汽車面臨巨大挑戰(zhàn)12-14
• 1.1.2 新能源汽車發(fā)展優(yōu)勢14-15
• 1.2 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及前景15-16
• 1.3 橫擺穩(wěn)定性控制國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 國外電動(dòng)車直接橫擺力矩控制(DYC)研究17-18
• 1.3.2 國內(nèi)電動(dòng)車直接橫擺力矩控制(DYC)研究18-20
• 1.4 本文的研究關(guān)注點(diǎn)和主要內(nèi)容20-22
• 1.4.1 本文研究的關(guān)注點(diǎn)20
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 第2章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)建模22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 搭建分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車仿真模型的意義22-23
• 2.3 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車車輛動(dòng)力學(xué)模型的總體架構(gòu)23-25
• 2.3.1 坐標(biāo)系定義23-24
• 2.3.2 車輛動(dòng)力學(xué)模型的總體架構(gòu)24-25
• 2.4 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)建模25-35
• 2.4.1 車身動(dòng)力學(xué)模型25-26
• 2.4.2 輪胎模型26-29
• 2.4.3 車輪動(dòng)力學(xué)模型29-30
• 2.4.4 駕駛員模型30-33
• 2.4.5 輪轂電機(jī)模型33-35
• 2.5 整車動(dòng)力學(xué)模型的仿真試驗(yàn)驗(yàn)證35-39
• 2.5.1 低速低附著雙移線仿真36-37
• 2.5.2 高速高附著雙移線仿真37-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第3章 層次化雙層控制架構(gòu)及車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)40-58
• 3.1 引言40
• 3.2 構(gòu)建層次化雙層架構(gòu)40-42
• 3.2.1 層次化雙層控制架構(gòu)特征40-41
• 3.2.2 控制架構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖41-42
• 3.3 車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)的必要性42-43
• 3.4 非線性系統(tǒng)可觀性論證43
• 3.5 幾種觀測器介紹43-46
• 3.5.1 Luenberger 觀測器43-44
• 3.5.2 卡爾曼濾波器(KF)44
• 3.5.3 擴(kuò)展卡爾曼濾波器44
• 3.5.4 精確線性化觀測器44-45
• 3.5.5 魯棒觀測器45
• 3.5.6 粒子濾波器45
• 3.5.7 滑模觀測器45-46
• 3.6 非線性滑模狀態(tài)觀測器的設(shè)計(jì)46-48
• 3.6.1 非線性系統(tǒng)滑模狀態(tài)觀測器理論46-47
• 3.6.2 滑模觀測器抖震的抑制47-48
• 3.7 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車滑模狀態(tài)觀測器開發(fā)48-50
• 3.8 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車降階滑模狀態(tài)觀測器的建立50-51
• 3.9 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車降階滑模狀態(tài)觀測器性能仿真驗(yàn)證51-57
• 3.9.1 正弦輸入仿真驗(yàn)證52-54
• 3.9.2 雙移線工況仿真驗(yàn)證54-57
• 3.10 本章小結(jié)57-58
• 第4章 上層控制器 DSCDYC 系統(tǒng)開發(fā)58-74
• 4.1 引言58
• 4.2 車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與行駛穩(wěn)定性的關(guān)系58-63
• 4.2.1 輪胎動(dòng)力學(xué)特性59-61
• 4.2.2 橫擺角速度對車輛穩(wěn)定性的影響61-62
• 4.2.3 質(zhì)心側(cè)偏角對車輛穩(wěn)定性的影響62-63
• 4.3 上層控制器 DSCDYC 系統(tǒng)開發(fā)63-69
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)面控制理論介紹63-66
• 4.3.2 上層控制器控制目標(biāo)選取66-67
• 4.3.3 基于動(dòng)態(tài)面控制理論的 DSCDYC 系統(tǒng)開發(fā)67-69
• 4.4 上層控制器 DSCDYC 系統(tǒng)仿真驗(yàn)證69-71
• 4.4.1 低速低附著雙移線仿真工況69-70
• 4.4.2 高速高附著雙移線仿真工況70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-74
• 第5章 下層控制器轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配研究74-84
• 5.1 引言74-75
• 5.2 全輪轉(zhuǎn)矩控制分配算法介紹75
• 5.3 下層控制器全輪轉(zhuǎn)矩控制優(yōu)化分配算法75-81
• 5.3.1 全輪轉(zhuǎn)矩控制優(yōu)化分配目標(biāo)76-78
• 5.3.2 全輪轉(zhuǎn)矩控制優(yōu)化分配約束邊界78-79
• 5.3.3 優(yōu)化分配算法的求解79-80
• 5.3.4 軸載比例分配80
• 5.3.5 權(quán)重系數(shù)取值的調(diào)整80-81
• 5.4 下層控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩分配控制算法仿真驗(yàn)證81-83
• 5.5 本章小結(jié)83-84
• 第6章 上層控制器 DSCDYC 系統(tǒng)駕駛員在環(huán)實(shí)時(shí)仿真試驗(yàn)84-90
• 6.1 引言84
• 6.2 駕駛員在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)闡述84-85
• 6.3 駕駛員在環(huán)實(shí)時(shí)仿真驗(yàn)證85-89
• 6.3.1 高速雙移線工況試驗(yàn)驗(yàn)證86-87
• 6.3.2 低速雙移線工況試驗(yàn)驗(yàn)證87-89
• 6.4 本章小結(jié)89-90
• 第7章 全文總結(jié)與展望90-94
• 7.1 全文總結(jié)90-91
• 7.2 研究展望91-94
• 參考文獻(xiàn)94-100
• 致謝100

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王慶年;張緩緩;靳立強(qiáng);;四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年05期

2 胡士強(qiáng),敬忠良;粒子濾波算法綜述[J];控制與決策;2005年04期

3 鄒廣才;羅禹貢;李克強(qiáng);;基于全輪縱向力優(yōu)化分配的4WD車輛直接橫擺力矩控制[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2009年05期

4 郭孔輝;紀(jì)云峰;莊曄;趙志文;;分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車降階滑模狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)![J];科學(xué)技術(shù)與工程;2014年20期

5 杜征征;杜巍巍;;歷次石油危機(jī)回顧及對中國的警示[J];渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版);2009年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張緩緩;采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制研究[D];吉林大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺力矩控制與轉(zhuǎn)矩分配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366494