四輪獨(dú)立驅(qū)動無人駕駛電動車輛軌跡跟蹤策略研究
發(fā)布時間:2023-05-10 01:21
電動化和智能化作為目前汽車工業(yè)的發(fā)展方向,已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者、科研院所和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。電動汽車不僅可以減少人類對不可再生資源的消耗,改善環(huán)境問題,還可以帶來傳統(tǒng)燃油車輛難以企及的NVH品質(zhì)。四輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動是電動汽車一種獨(dú)特驅(qū)動形式,由于動力系統(tǒng)直接集成在車輪,所以可以對各輪驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行獨(dú)立精確控制,此結(jié)構(gòu)為先進(jìn)控制算法的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。無人駕駛技術(shù)是車輛智能化的高級階段,是實(shí)現(xiàn)交通事故“零死亡”關(guān)鍵技術(shù),而軌跡跟蹤是實(shí)現(xiàn)智能車輛自主駕駛的基本要求。本文將以四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車(Four-Wheel-Independent Electric Vehicle,FWID-EV)為對象,研究無人駕駛車輛軌跡跟蹤控制策略,既要滿足對期望軌跡的精確跟蹤,還要符合高速和低附工況行駛穩(wěn)定性的要求。首先,利用Matlab/Simulink和CarSim搭建FWID無人駕駛電動汽車軌跡跟蹤控制仿真平臺。根據(jù)輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對CarSim模型的動力系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)進(jìn)行修改;诤喕乃俣瓤刂撇呗院土胤峙浞椒,利用開環(huán)轉(zhuǎn)角仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。其次,針對高速和低附工況行駛穩(wěn)定性要求,研究了以...
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 FWID-EV的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 無人駕駛車輛的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 軌跡跟蹤控制策略的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 FWID無人駕駛電動車輛仿真平臺的搭建
2.1 引言
2.2 車輛仿真平臺簡介
2.3 Simulink/CarSim整車建模
2.3.1 車身尺寸建模
2.3.2 動力系統(tǒng)建模
2.3.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模
2.3.4 懸架系統(tǒng)建模
2.3.5 CarSim輸入/輸出接口設(shè)置
2.3.6 整體仿真模型的建立
2.4 聯(lián)合仿真平臺精確性驗(yàn)證
2.4.1 直線行駛仿真驗(yàn)證
2.4.2 方向盤階躍轉(zhuǎn)角仿真驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
3 橫擺力矩控制器和縱向車速控制算法設(shè)計
3.1 引言
3.2 基于連續(xù)切換的等效滑膜橫擺力矩控制器設(shè)計
3.2.1 穩(wěn)定性控制變量的選擇
3.2.2 滑膜變結(jié)構(gòu)控制理論簡介
3.2.3 建立三自由度車輛動力學(xué)模型
3.2.4 建立橫擺力矩控制策略
3.3 基于模糊自適應(yīng)PI的縱向車速控制器設(shè)計
3.3.1 縱向車速控制器框架建立
3.3.2 模糊自適應(yīng)PI理論簡介
3.3.3 建立模糊自適應(yīng)PI的控制器
3.4 建立力矩分配策略
3.5 本章小結(jié)
4 車輛軌跡跟蹤的分層控制算法設(shè)計
4.1 引言
4.2 車輛橫向動力學(xué)建模
4.3 建立基于主動轉(zhuǎn)角控制的滾動時域優(yōu)化控制器
4.3.1 滾動時域優(yōu)化算法原理
4.3.2 滾動時域優(yōu)化控制器設(shè)計
4.4 建立軌跡跟蹤分層控制策略與算法流程
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證
5.1 雙移線工況
5.1.1 干燥瀝青路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.1.2 濕滑瀝青路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.1.3 冰雪路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.2 蛇形繞樁工況
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 文中符號對照表
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號:3812756
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 FWID-EV的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 無人駕駛車輛的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 軌跡跟蹤控制策略的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 FWID無人駕駛電動車輛仿真平臺的搭建
2.1 引言
2.2 車輛仿真平臺簡介
2.3 Simulink/CarSim整車建模
2.3.1 車身尺寸建模
2.3.2 動力系統(tǒng)建模
2.3.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模
2.3.4 懸架系統(tǒng)建模
2.3.5 CarSim輸入/輸出接口設(shè)置
2.3.6 整體仿真模型的建立
2.4 聯(lián)合仿真平臺精確性驗(yàn)證
2.4.1 直線行駛仿真驗(yàn)證
2.4.2 方向盤階躍轉(zhuǎn)角仿真驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
3 橫擺力矩控制器和縱向車速控制算法設(shè)計
3.1 引言
3.2 基于連續(xù)切換的等效滑膜橫擺力矩控制器設(shè)計
3.2.1 穩(wěn)定性控制變量的選擇
3.2.2 滑膜變結(jié)構(gòu)控制理論簡介
3.2.3 建立三自由度車輛動力學(xué)模型
3.2.4 建立橫擺力矩控制策略
3.3 基于模糊自適應(yīng)PI的縱向車速控制器設(shè)計
3.3.1 縱向車速控制器框架建立
3.3.2 模糊自適應(yīng)PI理論簡介
3.3.3 建立模糊自適應(yīng)PI的控制器
3.4 建立力矩分配策略
3.5 本章小結(jié)
4 車輛軌跡跟蹤的分層控制算法設(shè)計
4.1 引言
4.2 車輛橫向動力學(xué)建模
4.3 建立基于主動轉(zhuǎn)角控制的滾動時域優(yōu)化控制器
4.3.1 滾動時域優(yōu)化算法原理
4.3.2 滾動時域優(yōu)化控制器設(shè)計
4.4 建立軌跡跟蹤分層控制策略與算法流程
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證
5.1 雙移線工況
5.1.1 干燥瀝青路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.1.2 濕滑瀝青路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.1.3 冰雪路面仿真實(shí)驗(yàn)
5.2 蛇形繞樁工況
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 文中符號對照表
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號:3812756
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