無人駕駛汽車的開發(fā)要求平臺具有可靠的安全性、高效性以及靈活性,因此新興的四輪獨立驅(qū)動電動汽車是一種理想的汽車結(jié)構(gòu)。四輪獨立驅(qū)動可以提供靈活可靠的驅(qū)動形式,并能得到快速準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速響應(yīng)。四輪獨立驅(qū)動無人駕駛汽車可以結(jié)合獨立驅(qū)動和無人駕駛汽車的優(yōu)勢,是一種實現(xiàn)更大道路安全性的理想解決方案。差動轉(zhuǎn)向機(jī)制可以作為一種容錯機(jī)制以應(yīng)對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效這一問題。若轉(zhuǎn)向電機(jī)無法正常工作,車輛將不能實現(xiàn)期望的轉(zhuǎn)向操作,此時差動轉(zhuǎn)向機(jī)制介入以保證車輛能夠安全行駛。本文將這種差動轉(zhuǎn)向機(jī)制應(yīng)用于無人駕駛電動汽車,并設(shè)計控制策略,進(jìn)一步研究無人駕駛汽車的路徑跟蹤問題。論文的主要研究工作如下:(1)闡述了差動轉(zhuǎn)向機(jī)制的原理,并對差動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學(xué)進(jìn)行建模分析;結(jié)合非線性刷子輪胎模型,分別針對基于差動轉(zhuǎn)向和基于前輪主動轉(zhuǎn)向的車輛建立車輛動力學(xué)模型;建立了以側(cè)向誤差和航向角誤差為狀態(tài)量的路徑跟蹤模型,路徑跟蹤的目標(biāo)為設(shè)計控制器使側(cè)向誤差和航向角誤差全局漸近穩(wěn)定并收斂到零。(2)基于路徑跟蹤誤差重新定義橫擺角速度的期望值,將路徑跟蹤問題轉(zhuǎn)化為車輛穩(wěn)定性問題。通過對期望橫擺角速度和側(cè)向速度的跟蹤,可以在完成路徑跟蹤任...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 無人駕駛汽車的路徑跟蹤控制
        1.1.2 四輪獨立驅(qū)動電動汽車
    1.2 路徑跟蹤算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 差動轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
        1.4.1 論文課題的提出
        1.4.2 論文主要內(nèi)容和框架
第二章 差動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學(xué)及路徑跟蹤模型
    2.1 差動轉(zhuǎn)向原理
    2.2 車輛動力學(xué)模型
        2.2.1 非線性輪胎模型
        2.2.2 基于差動轉(zhuǎn)向的車輛動力學(xué)模型
        2.2.3 基于前輪主動轉(zhuǎn)向的車輛動力學(xué)模型
    2.3 路徑跟蹤模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于模型預(yù)測控制的差動轉(zhuǎn)向路徑跟蹤研究
    3.1 路徑跟蹤目標(biāo)
    3.2 上層路徑跟蹤控制器設(shè)計
        3.2.1 模型預(yù)測控制理論介紹
        3.2.2 路徑跟蹤控制器設(shè)計
    3.3 下層力矩分配控制器設(shè)計
    3.4 車速及質(zhì)心側(cè)偏角估計
        3.4.1 基于運(yùn)動學(xué)模型的觀測器設(shè)計
        3.4.2 穩(wěn)定性證明
        3.4.3 估計算法仿真驗證
    3.5 路徑跟蹤算法仿真分析
        3.5.1 J-turn仿真試驗
        3.5.2 雙移線仿真試驗
    3.6 本章小結(jié)
第四章 差動轉(zhuǎn)向?qū)嵻囋囼炑芯?br>    4.1 四輪獨立驅(qū)動電動汽車試驗平臺
    4.2 基于差動轉(zhuǎn)向的電動汽車實車試驗
        4.2.1 實車開環(huán)試驗
        4.2.2 實車閉環(huán)試驗
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3771823