本文關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：節(jié)能、安全、環(huán)保的理念是汽車可持續(xù)發(fā)展重要內(nèi)容，目前發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮男履茉雌嚐o(wú)可否認(rèn)的當(dāng)屬電動(dòng)汽車。在汽車不斷發(fā)展的同時(shí)，社會(huì)問(wèn)題也日益突出，其中安全性是大家最先關(guān)注的話題。對(duì)傳統(tǒng)汽車來(lái)說(shuō)，近年發(fā)展起來(lái)的主動(dòng)安全控制成為這一方向上的研究熱點(diǎn)，其中電子穩(wěn)定性控制(ESP)是一種有效提高安全性的技術(shù)。而對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，由于其取消了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，被電機(jī)電池系統(tǒng)所代替，而電機(jī)有制動(dòng)能量回饋和轉(zhuǎn)矩輸出能力有限的特點(diǎn)，所以對(duì)包含液壓系統(tǒng)和電機(jī)兩種執(zhí)行方式的穩(wěn)定性問(wèn)題成為大家研究和關(guān)注的重要對(duì)象。本文就是基于分布式驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的特點(diǎn)對(duì)橫擺穩(wěn)定性控制進(jìn)行研究。 本文選用四個(gè)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)各個(gè)車輪，為進(jìn)行分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力學(xué)仿真，建立了十自由度車輛模型，包括車體、輪胎、電機(jī)、駕駛員、制動(dòng)模型等。最后在相應(yīng)的工況下對(duì)整車動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，這為后面橫擺穩(wěn)定性控制的研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 實(shí)時(shí)得知車輛的狀態(tài)參量對(duì)車輛穩(wěn)定性控制是十分重要的，而質(zhì)心側(cè)偏角就是衡量車輛穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一，但是它難以通過(guò)直接測(cè)量方法得到。本文利用卡爾曼濾波的估算方法對(duì)車輛的質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行了估計(jì)。在此基礎(chǔ)之上，以線性二自由度車輛模型的狀態(tài)輸出值為控制目標(biāo)，利用線性二次型最優(yōu)控制理論以實(shí)際橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角與理想值間的誤差為控制變量，決策保持車輛橫擺穩(wěn)定的附加橫擺力矩。 然后，文章對(duì)以液壓制動(dòng)執(zhí)行方式以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)方式來(lái)完成穩(wěn)定性橫擺力矩控制分別進(jìn)行研究。根據(jù)當(dāng)前車輛運(yùn)動(dòng)情況判斷施加控制的有效車輪，利用制動(dòng)力的差值來(lái)達(dá)到橫擺穩(wěn)定性力矩的輪間分配，這同傳統(tǒng)車的橫擺運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性控制是一樣的。接著研究了基于電機(jī)特性進(jìn)行橫擺力矩分配，先采用轉(zhuǎn)矩平均分配的方法，即一側(cè)車輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，另一側(cè)車輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加，以達(dá)到橫擺力矩的需求。后又基于輪胎負(fù)荷利用率最小為優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行四個(gè)車輪電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化重新分配，對(duì)兩種分配算法的不同進(jìn)行了對(duì)比研究。 其次，文章研究了液壓制動(dòng)方式與電機(jī)驅(qū)動(dòng)或者制動(dòng)執(zhí)行方式相結(jié)合共同來(lái)確保橫擺穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需要橫擺力矩控制時(shí)，優(yōu)先采用電機(jī)控制，，若電機(jī)制動(dòng)達(dá)到極限仍不能滿足需求時(shí)，采用液壓制動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償控制。后又研究了針對(duì)電機(jī)發(fā)生故障的不同失效模式的橫擺穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制。針對(duì)車輛在穩(wěn)定行駛下的電機(jī)失效，應(yīng)優(yōu)先采用保證車輛的動(dòng)力性的方法實(shí)現(xiàn)橫擺穩(wěn)定性，即橫擺力矩在剩余車輪的重新分配；針對(duì)極限車輛狀況下的電機(jī)失效，對(duì)角車輪電機(jī)失效和多電機(jī)失效最好選用以液壓差動(dòng)制動(dòng)的方式來(lái)滿足穩(wěn)定性的需求，其他的電機(jī)失效模式控制與車輛穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下電機(jī)失效控制基本一致。 最后，論文對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制做了全面的總結(jié)，針對(duì)橫擺穩(wěn)定性控制以后要繼續(xù)探究的內(nèi)容做了展望。
【關(guān)鍵詞】：分布式驅(qū)動(dòng) 橫擺穩(wěn)定 液壓制動(dòng) 優(yōu)化分配 協(xié)調(diào)控制 電機(jī)失效控制
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 課題研究的背景和意義14-16
• 1.2 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車研究概述16-18
• 1.3 電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-23
• 1.3.1 國(guó)外電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制研究18-21
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制研究21-23
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容23-24
• 第2章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)模型24-44
• 2.1 電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)模型整體架構(gòu)24-27
• 2.1.1 車輛模型的坐標(biāo)系24-26
• 2.1.2 車輛模型整體架構(gòu)26-27
• 2.2 電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)模型27-36
• 2.2.1 車體模型27-31
• 2.2.2 輪胎模型31-32
• 2.2.3 駕駛員模型32-33
• 2.2.4 制動(dòng)模型33-34
• 2.2.5 液壓調(diào)節(jié)器模型34
• 2.2.6 車輪模型34
• 2.2.7 電機(jī)模型34-35
• 2.2.8 K&C 特性模型35-36
• 2.3 動(dòng)力學(xué)模型仿真驗(yàn)證36-42
• 2.3.1 開(kāi)環(huán)角階躍工況37-39
• 2.3.2 開(kāi)環(huán)正弦輸入工況39-40
• 2.3.3 閉環(huán)雙移線工況40-41
• 2.3.4 閉環(huán)蛇形工況41-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)與橫擺力矩決策44-60
• 3.1 車輛橫擺穩(wěn)定性控制原理44-47
• 3.1.1 輪胎動(dòng)力學(xué)特性44-45
• 3.1.2 橫擺穩(wěn)定性表征45-47
• 3.2 質(zhì)心側(cè)偏角參數(shù)估計(jì)47-53
• 3.2.1 卡爾曼濾波理論48-49
• 3.2.2 車輛質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)49-53
• 3.3 橫擺力矩決策算法研究53-58
• 3.3.1 線性二自由度車輛模型54-55
• 3.3.2 線性二次型最優(yōu)控制問(wèn)題描述55-56
• 3.3.3 基于最優(yōu)控制的橫擺力矩決策56-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第4章 基于液壓與電機(jī)特性的橫擺力矩輪間分配研究60-80
• 4.1 基于液壓制動(dòng)的橫擺力矩輪間分配算法60-66
• 4.1.1 控制變量偏差帶的設(shè)計(jì)60-61
• 4.1.2 基于液壓制動(dòng)的輪缸壓力計(jì)算及有效車輪選擇61-62
• 4.1.3 基于液壓特性的橫擺力矩分配算法仿真驗(yàn)證62-66
• 4.2 基于電機(jī)特性的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩平均分配研究66-73
• 4.2.1 電機(jī)工作特性66-67
• 4.2.2 基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)"制動(dòng)的橫擺力矩分配策略67-69
• 4.2.3 基于電機(jī)特性的橫擺力矩分配算法仿真驗(yàn)證69-73
• 4.3 基于電機(jī)特性的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配研究73-78
• 4.3.1 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配算法73-75
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配仿真驗(yàn)證75-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 第5章 橫擺力矩輪間分配協(xié)調(diào)控制策略研究80-98
• 5.1 基于液壓制動(dòng)和電機(jī)特性的協(xié)調(diào)控制研究80-83
• 5.2 橫擺力矩輪間分配協(xié)調(diào)控制仿真驗(yàn)證83-90
• 5.3 考慮電機(jī)失效的力矩協(xié)調(diào)分配90-97
• 5.4 本章小結(jié)97-98
• 第6章 全文總結(jié)與展望98-100
• 6.1 全文總結(jié)98-99
• 6.2 全文展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-106
• 致謝106

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：499333