本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建及主動(dòng)穩(wěn)定性控制研究

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【摘要】：電動(dòng)汽車技術(shù)是解決汽車能源和污染問題的有效途徑,再生制動(dòng)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車高效制動(dòng)能回收、提高能量利用率的優(yōu)勢(shì)技術(shù)之一�，F(xiàn)行制動(dòng)能量回收技術(shù)通常采用兩套獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng),即摩擦制動(dòng)系統(tǒng)和再生制動(dòng)系統(tǒng),制動(dòng)過程中再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)需要協(xié)調(diào)獨(dú)立控制,存在協(xié)調(diào)控制難度大、消耗促動(dòng)能、控制參量多、ABS離散開關(guān)控制高頻抖振等問題,不能有效兼顧側(cè)向穩(wěn)定性和制動(dòng)能量回收。基于電動(dòng)汽車再生制動(dòng)與分布驅(qū)動(dòng)的技術(shù)現(xiàn)狀和研究成果,依據(jù)電磁理論和制動(dòng)能量流分析,融合現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)電控制技術(shù),提出了一種新型電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)(Electromagnetic-Mechanical Coupled Regenerative Braking System, EMCB),集成了電子機(jī)械制動(dòng)、輪轂電機(jī)再生制動(dòng)和直接分布驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),克服了兩套制動(dòng)系統(tǒng)相互獨(dú)立的缺點(diǎn),在電磁制動(dòng)能量回饋的同時(shí),促動(dòng)摩擦制動(dòng),實(shí)現(xiàn)電磁摩擦耦合制動(dòng)。基于自行搭建的車輛主動(dòng)安全綜合試驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)計(jì)完成的第一代原型樣機(jī),以及電磁制動(dòng)與耦合制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架和軟硬件測控系統(tǒng)對(duì)電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)的耦合機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)(EMCB)不僅顯著簡化了電動(dòng)汽車制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高了能量利用率,而且為電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制和無人駕駛技術(shù)提供了新的實(shí)現(xiàn)手段�；谥苿�(dòng)力分配I曲線和滑模自適應(yīng)控制,提出了理想制動(dòng)力分配策略和ABS連續(xù)狀態(tài)控制策略,研究結(jié)果表明：常規(guī)制動(dòng)工況下能夠?qū)崿F(xiàn)前、后軸制動(dòng)力分配接近Ⅰ曲線,使得前后輪的滑移、磨損基本一致,有效減小了各輪胎縱向特性的差異,保證了制動(dòng)方向穩(wěn)定性,提高了路面利用附著系數(shù)。ABS制動(dòng)工況下連續(xù)狀態(tài)控制改善了傳統(tǒng)ABS離散開關(guān)控制的不足,避免了系統(tǒng)高頻抖振,具有很好的響應(yīng)性、魯棒性和滑移率控制性能,提高了車輛總體制動(dòng)能回收率和制動(dòng)舒適性,有效增加了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。基于內(nèi)嵌側(cè)向力約束模型和模糊補(bǔ)償控制,提出了集成再生制動(dòng)的非附著極限態(tài)側(cè)向穩(wěn)定性控制策略,研究結(jié)果表明：基于質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度設(shè)計(jì)的雙模糊控制器和車輪分配補(bǔ)償器兼顧了操縱穩(wěn)定性和軌跡跟隨性,具有較好的魯棒性和操縱響應(yīng)性,有效減小了質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度的跟蹤誤差,避免了對(duì)駕駛員的過度干擾和修正,既保證了電動(dòng)汽車的側(cè)向穩(wěn)定性,又具有較好的制動(dòng)能回收率,增強(qiáng)了行車安全性。根據(jù)國內(nèi)外車輛主動(dòng)穩(wěn)定性控制和無人駕駛技術(shù)的最新研究成果,通過分析研究專業(yè)賽車中常見的手剎過彎、Pendulum-Turn和Trail-Braking等專業(yè)操縱技能和車輛穩(wěn)態(tài)側(cè)滑運(yùn)動(dòng),揭示了車輛主動(dòng)附著極限態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)特性,提出了認(rèn)知邊界概念和能量轉(zhuǎn)換假設(shè)。針對(duì)四輪輪轂電機(jī)制動(dòng)／驅(qū)動(dòng)集成線控電動(dòng)汽車,基于無人駕駛車輛認(rèn)知邊界和能量轉(zhuǎn)換假設(shè)提出了車輛主動(dòng)附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制思想,修正整車非線性動(dòng)力學(xué)模型以大角度轉(zhuǎn)向和發(fā)夾彎道為例探討了從非附著極限態(tài)到附著極限態(tài)和附著極限態(tài)回到非附著極限態(tài)的主動(dòng)附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制機(jī)理,為無人駕駛車輛主動(dòng)穩(wěn)定性控制提供了一定的參考和可能的解決方案。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 電磁機(jī)械耦合制動(dòng) ABS連續(xù)狀態(tài)控制 主動(dòng)附著極限態(tài) 穩(wěn)定性控制
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 電動(dòng)汽車與無人駕駛9-10
• 1.2 再生制動(dòng)與分布驅(qū)動(dòng)研究現(xiàn)狀10-21
• 1.3 車輛主動(dòng)穩(wěn)定性控制研究現(xiàn)狀21-25
• 1.4 主要研究內(nèi)容25-26
• 第二章 車輛非線性動(dòng)力學(xué)模型26-56
• 2.1 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)26-32
• 2.2 整車動(dòng)力學(xué)模型32-37
• 2.3 輪胎模型37-49
• 2.4 模型驗(yàn)證49-55
• 2.5 本章小結(jié)55-56
• 第三章 電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)機(jī)理研究及系統(tǒng)構(gòu)建56-79
• 3.1 電磁摩擦耦合制動(dòng)機(jī)理56-60
• 3.2 EMCB子系統(tǒng)模型60-74
• 3.3 電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建74-78
• 3.4 本章小結(jié)78-79
• 第四章 基于電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)的縱向穩(wěn)定性控制79-99
• 4.1 常規(guī)制動(dòng)性能分析79-87
• 4.2 ABS制動(dòng)性能分析87-98
• 4.3 本章小結(jié)98-99
• 第五章 基于電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)向穩(wěn)定性控制99-126
• 5.1 車輛穩(wěn)定性邊界表征分析99-105
• 5.2 非附著極限態(tài)側(cè)向穩(wěn)定性控制105-116
• 5.3 主動(dòng)附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制116-124
• 5.4 本章小結(jié)124-126
• 第六章 車輛主動(dòng)安全綜合試驗(yàn)平臺(tái)及EMCB耦合機(jī)理試驗(yàn)驗(yàn)證126-141
• 6.1 車輛主動(dòng)安全綜合試驗(yàn)平臺(tái)126-136
• 6.2 電磁機(jī)械耦合再生制動(dòng)系統(tǒng)耦合機(jī)理試驗(yàn)驗(yàn)證136-140
• 6.3 本章小結(jié)140-141
• 第七章 總結(jié)和展望141-145
• 7.1 全文總結(jié)141-143
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)143-144
• 7.3 研究展望144-145
• 參考文獻(xiàn)145-162
• 個(gè)人簡介162-164
• 致謝164

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本文編號(hào)：534997