分布式驅(qū)動電動汽車AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-18 14:43
目前,發(fā)展電動汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的重要方法,而車輛的主動安全性與駕駛舒適性又是汽車開發(fā)的研究重點(diǎn)。分布式驅(qū)動電動汽車由于每個(gè)輪轂電機(jī)可獨(dú)立地進(jìn)行控制,在車輛行駛穩(wěn)定性控制方面具有巨大的潛在優(yōu)勢。為了進(jìn)一步提高分布式驅(qū)動電動汽車的路徑保持能力和行駛穩(wěn)定性,本文設(shè)計(jì)了主動前輪轉(zhuǎn)向(AFS)和直接橫擺力矩控制(DYC)協(xié)調(diào)控制策略。通過對AFS和DYC兩套子系統(tǒng)合理地分配工作強(qiáng)度和時(shí)序,不僅有助于提高行駛穩(wěn)定性,同時(shí)能減輕輪胎磨損,改善駕駛舒適性。首先,對車輛動力學(xué)模型進(jìn)行構(gòu)建,分析了不同載荷下車輪受力情況對車輛橫擺運(yùn)動的影響。介紹了 AFS與DYC的工作原理與性能,分別探討了其對車輛穩(wěn)定性的影響,為協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。然后,設(shè)計(jì)了 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略,主要由兩部分構(gòu)成:(1)提出了一種基于質(zhì)心側(cè)偏角-質(zhì)心側(cè)偏角速度(β-β)相平面法的穩(wěn)定性判別方法,根據(jù)不同的路面附著系數(shù)設(shè)定相平面穩(wěn)定性邊界系數(shù),合理劃分了協(xié)調(diào)控制區(qū)間,從而判別車輛是否失穩(wěn),切換合適的子系統(tǒng)。(2)考慮到極限工況下駕駛員反應(yīng)不及時(shí)、駕駛員行為與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間往往存在時(shí)間延遲等問題,車輛將錯...
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 車輛橫向穩(wěn)定性控制的研究現(xiàn)狀
1.2.1 主動前輪轉(zhuǎn)向控制的研究現(xiàn)狀
1.2.2 直接橫擺力矩控制的研究現(xiàn)狀
1.2.3 預(yù)測控制研究現(xiàn)狀
1.2.4 主動前輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩分層協(xié)調(diào)控制的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)模型
2.1 引言
2.2 車輛坐標(biāo)系的建立
2.3 車輛動力學(xué)模型
2.3.1 車體動力學(xué)模型
2.3.2 輪胎模型
2.4 AFS和DYC的工作特性研究
2.4.1 AFS的工作特性研究
2.4.2 DYC的工作特性研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計(jì)方案
3.3 基于相平面法的行駛狀態(tài)識別
3.3.1 相平面理論基礎(chǔ)概述
3.3.2 基于相平面法的汽車穩(wěn)定性分析
3.3.3 基于相平面法的協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
3.4 行駛狀態(tài)預(yù)測算法的設(shè)計(jì)
3.4.1 馬爾可夫過程
3.4.2 馬爾可夫鏈
3.4.3 轉(zhuǎn)移概率矩陣
3.4.4 基于流挖掘技術(shù)及馬爾可夫理論的預(yù)測算法
3.4.5 速度和加速度狀態(tài)預(yù)測
3.4.6 前輪轉(zhuǎn)角狀態(tài)預(yù)測
3.5 基于模糊控規(guī)則的協(xié)調(diào)控制區(qū)域劃分
3.6 本章小結(jié)
第4章 AFS控制策略和DYC控制策略的設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 AFS控制策略的設(shè)計(jì)
4.2.1 模型預(yù)測控制理論
4.2.2 基于模型預(yù)測控制的AFS控制策略的設(shè)計(jì)
4.3 基于前饋-反饋的DYC控制策略的設(shè)計(jì)
4.3.1 前饋控制策略的設(shè)計(jì)
4.3.2 LQR反饋控制策略的設(shè)計(jì)
4.4 變權(quán)重系數(shù)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
4.4.1 轉(zhuǎn)向狀態(tài)預(yù)測
4.4.2 權(quán)重系數(shù)規(guī)則的制定
4.5 基于橫擺力矩的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩分配
4.5.1 各個(gè)車輪制動力控制的效果
4.5.2 驅(qū)動輪的驅(qū)、制動力分配
4.6 本章小結(jié)
第5章 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略仿真驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 基于流挖掘的行駛狀態(tài)預(yù)測算法驗(yàn)證
5.3 仿真車輛參數(shù)
5.4 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略仿真平臺搭建
5.5 車輛操縱穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.5.1 方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入工況
5.5.2 蛇形實(shí)驗(yàn)工況
5.5.3 雙移線工況
5.6 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與工作展望
6.1 論文研究工作總結(jié)
6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非線性MPC方法的車輛穩(wěn)定性控制[J]. 郝西祥,陳亞偉,邵毅明. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2019(02)
[2]汽車主動轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩協(xié)調(diào)控制[J]. 趙林峰,高曉程,謝有浩,從光好. 汽車工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]電動汽車發(fā)展綜述[J]. 胡堋湫,譚澤富,邱剛,王欣煜,鄧明. 電氣應(yīng)用. 2018(20)
[4]馬爾科夫理論在無人系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀[J]. 嚴(yán)浙平,楊澤文,王璐,岳立冬,潘曉麗. 中國艦船研究. 2018(06)
[5]RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主動前輪轉(zhuǎn)向滑?刂芠J]. 夏長高,趙維林,任英文. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(09)
[6]基于轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配的分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制[J]. 張細(xì)政,鄭亮. 中國機(jī)械工程. 2018(15)
[7]分布驅(qū)動輪式車輛差動轉(zhuǎn)向動力學(xué)特性研究[J]. 徐濤,申焱華,張文明,謝錦程. 汽車工程. 2018(07)
[8]國內(nèi)外電動汽車推行政策模式分析[J]. 韓剛團(tuán),沈嘉聰. 城鄉(xiāng)建設(shè). 2018(08)
[9]大型客車橫向穩(wěn)定性仿真分析[J]. 郭應(yīng)時(shí),魯玉萍,付銳,楊菲. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(04)
[10]乘用車橫向穩(wěn)定性控制聯(lián)合仿真[J]. 吳剛院,劉丹,陳娟娟. 汽車技術(shù). 2018(03)
博士論文
[1]分布式電動汽車操縱穩(wěn)定性集成控制方法研究[D]. 謝憲毅.吉林大學(xué) 2018
[2]基于馬爾可夫鏈的道路交通事故預(yù)測研究及應(yīng)用[D]. 趙玲.長安大學(xué) 2013
[3]基于線控技術(shù)的四輪主動轉(zhuǎn)向汽車控制策略仿真研究[D]. 杜峰.長安大學(xué) 2009
[4]雙軸汽車電子穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究[D]. 郭建華.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于橫擺特性的橫擺力矩與主動前輪轉(zhuǎn)向集成控制策略研究[D]. 魏高琳.吉林大學(xué) 2018
[2]基于模型預(yù)測控制的智能車輛橫向運(yùn)動控制研究[D]. 王藝.江蘇大學(xué) 2018
[3]EPS與AFS集成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究[D]. 羅才偉.重慶大學(xué) 2016
[4]四輪轂電機(jī)驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性控制[D]. 汪杰.北京理工大學(xué) 2015
[5]轎車主動前輪轉(zhuǎn)向與電子穩(wěn)定性系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究[D]. 高新朝.吉林大學(xué) 2012
本文編號:3722238
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 車輛橫向穩(wěn)定性控制的研究現(xiàn)狀
1.2.1 主動前輪轉(zhuǎn)向控制的研究現(xiàn)狀
1.2.2 直接橫擺力矩控制的研究現(xiàn)狀
1.2.3 預(yù)測控制研究現(xiàn)狀
1.2.4 主動前輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩分層協(xié)調(diào)控制的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)模型
2.1 引言
2.2 車輛坐標(biāo)系的建立
2.3 車輛動力學(xué)模型
2.3.1 車體動力學(xué)模型
2.3.2 輪胎模型
2.4 AFS和DYC的工作特性研究
2.4.1 AFS的工作特性研究
2.4.2 DYC的工作特性研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計(jì)方案
3.3 基于相平面法的行駛狀態(tài)識別
3.3.1 相平面理論基礎(chǔ)概述
3.3.2 基于相平面法的汽車穩(wěn)定性分析
3.3.3 基于相平面法的協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
3.4 行駛狀態(tài)預(yù)測算法的設(shè)計(jì)
3.4.1 馬爾可夫過程
3.4.2 馬爾可夫鏈
3.4.3 轉(zhuǎn)移概率矩陣
3.4.4 基于流挖掘技術(shù)及馬爾可夫理論的預(yù)測算法
3.4.5 速度和加速度狀態(tài)預(yù)測
3.4.6 前輪轉(zhuǎn)角狀態(tài)預(yù)測
3.5 基于模糊控規(guī)則的協(xié)調(diào)控制區(qū)域劃分
3.6 本章小結(jié)
第4章 AFS控制策略和DYC控制策略的設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 AFS控制策略的設(shè)計(jì)
4.2.1 模型預(yù)測控制理論
4.2.2 基于模型預(yù)測控制的AFS控制策略的設(shè)計(jì)
4.3 基于前饋-反饋的DYC控制策略的設(shè)計(jì)
4.3.1 前饋控制策略的設(shè)計(jì)
4.3.2 LQR反饋控制策略的設(shè)計(jì)
4.4 變權(quán)重系數(shù)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
4.4.1 轉(zhuǎn)向狀態(tài)預(yù)測
4.4.2 權(quán)重系數(shù)規(guī)則的制定
4.5 基于橫擺力矩的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩分配
4.5.1 各個(gè)車輪制動力控制的效果
4.5.2 驅(qū)動輪的驅(qū)、制動力分配
4.6 本章小結(jié)
第5章 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略仿真驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 基于流挖掘的行駛狀態(tài)預(yù)測算法驗(yàn)證
5.3 仿真車輛參數(shù)
5.4 AFS和DYC協(xié)調(diào)控制策略仿真平臺搭建
5.5 車輛操縱穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.5.1 方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入工況
5.5.2 蛇形實(shí)驗(yàn)工況
5.5.3 雙移線工況
5.6 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與工作展望
6.1 論文研究工作總結(jié)
6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非線性MPC方法的車輛穩(wěn)定性控制[J]. 郝西祥,陳亞偉,邵毅明. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2019(02)
[2]汽車主動轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩協(xié)調(diào)控制[J]. 趙林峰,高曉程,謝有浩,從光好. 汽車工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]電動汽車發(fā)展綜述[J]. 胡堋湫,譚澤富,邱剛,王欣煜,鄧明. 電氣應(yīng)用. 2018(20)
[4]馬爾科夫理論在無人系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀[J]. 嚴(yán)浙平,楊澤文,王璐,岳立冬,潘曉麗. 中國艦船研究. 2018(06)
[5]RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主動前輪轉(zhuǎn)向滑?刂芠J]. 夏長高,趙維林,任英文. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(09)
[6]基于轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配的分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制[J]. 張細(xì)政,鄭亮. 中國機(jī)械工程. 2018(15)
[7]分布驅(qū)動輪式車輛差動轉(zhuǎn)向動力學(xué)特性研究[J]. 徐濤,申焱華,張文明,謝錦程. 汽車工程. 2018(07)
[8]國內(nèi)外電動汽車推行政策模式分析[J]. 韓剛團(tuán),沈嘉聰. 城鄉(xiāng)建設(shè). 2018(08)
[9]大型客車橫向穩(wěn)定性仿真分析[J]. 郭應(yīng)時(shí),魯玉萍,付銳,楊菲. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(04)
[10]乘用車橫向穩(wěn)定性控制聯(lián)合仿真[J]. 吳剛院,劉丹,陳娟娟. 汽車技術(shù). 2018(03)
博士論文
[1]分布式電動汽車操縱穩(wěn)定性集成控制方法研究[D]. 謝憲毅.吉林大學(xué) 2018
[2]基于馬爾可夫鏈的道路交通事故預(yù)測研究及應(yīng)用[D]. 趙玲.長安大學(xué) 2013
[3]基于線控技術(shù)的四輪主動轉(zhuǎn)向汽車控制策略仿真研究[D]. 杜峰.長安大學(xué) 2009
[4]雙軸汽車電子穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究[D]. 郭建華.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于橫擺特性的橫擺力矩與主動前輪轉(zhuǎn)向集成控制策略研究[D]. 魏高琳.吉林大學(xué) 2018
[2]基于模型預(yù)測控制的智能車輛橫向運(yùn)動控制研究[D]. 王藝.江蘇大學(xué) 2018
[3]EPS與AFS集成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究[D]. 羅才偉.重慶大學(xué) 2016
[4]四輪轂電機(jī)驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性控制[D]. 汪杰.北京理工大學(xué) 2015
[5]轎車主動前輪轉(zhuǎn)向與電子穩(wěn)定性系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究[D]. 高新朝.吉林大學(xué) 2012
本文編號:3722238
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