本文關(guān)鍵詞：多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)策略研究

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【摘要】：在多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)研究中,執(zhí)行器數(shù)量明顯多于被控物理量,控制分配方法是解決執(zhí)行器冗余控制的有效方法。多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛通過(guò)多動(dòng)力源聯(lián)合輸出動(dòng)力,動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式較多,在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面與傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)存在很大區(qū)別,傳統(tǒng)的多輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)并不能完全移植于多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛中。為解決多輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛由驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的前、后及兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題,控制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)以提高車(chē)輛通過(guò)性以及解決驅(qū)動(dòng)電機(jī)容錯(cuò)控制等問(wèn)題,整車(chē)控制系統(tǒng)需依據(jù)車(chē)輛反饋信息,實(shí)時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)現(xiàn)控制分配。多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛是一個(gè)復(fù)雜的多自由度非線(xiàn)性系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真分析,在確定動(dòng)力學(xué)模型主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立八輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)及十一自由度動(dòng)力學(xué)模型,為分析軸間及輪間力矩分配策略提供依據(jù)。通過(guò)對(duì)多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛混合驅(qū)動(dòng)模式下的軸間及輪間驅(qū)動(dòng)策略進(jìn)行分析,提出以機(jī)械路和電傳動(dòng)路的驅(qū)動(dòng)總力矩最大為優(yōu)化目標(biāo),在此基礎(chǔ)上確定軸間力矩分配系數(shù);以線(xiàn)性二自由度模型設(shè)計(jì)參考模型,求解理想質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度,運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)與實(shí)際車(chē)輛反饋狀態(tài)進(jìn)行比較計(jì)算誤差值,采用前饋反饋復(fù)合控制方法得到橫擺力矩,最后通過(guò)控制分配器將需求橫擺力矩合理分配給各執(zhí)行器電機(jī),實(shí)現(xiàn)輪間力矩優(yōu)化分配。由于車(chē)輛行駛環(huán)境的復(fù)雜性以及電機(jī)自身壽命等因素,車(chē)輛行駛過(guò)程中可能出現(xiàn)電機(jī)或電機(jī)控制器失效,導(dǎo)致該輪驅(qū)動(dòng)力無(wú)法正常用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。提出基于附著系數(shù)估值的電機(jī)故障診斷方法,采用滑模控制方法設(shè)計(jì)控制分配器提高系統(tǒng)的魯棒性。并針對(duì)加速緊急轉(zhuǎn)向工況,加速單移線(xiàn)工況和直線(xiàn)加速工況對(duì)電機(jī)容錯(cuò)控制策略進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了策略在不同行駛工況下的有效性。為了檢驗(yàn)軸間及輪間力矩優(yōu)化分配策略對(duì)車(chē)輛控制的效果,開(kāi)發(fā)了基于SIMULINK仿真環(huán)境,通過(guò)CAN總線(xiàn)與整車(chē)控制器實(shí)現(xiàn)控制通訊的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)�；诖似脚_(tái),對(duì)車(chē)輛不同運(yùn)行工況下的軸間及輪間力矩分配策略效果進(jìn)行驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛 力矩優(yōu)化分配 容錯(cuò)控制 硬件在環(huán)仿真
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛研究現(xiàn)狀11-17
• 1.1.1 傳統(tǒng)多輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類(lèi)11-12
• 1.1.2 混合動(dòng)力多輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類(lèi)12-15
• 1.1.3 多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2 多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力矩控制分配國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-24
• 1.2.1 面向車(chē)輛穩(wěn)定性的控制分配策略17-22
• 1.2.2 面向能耗最優(yōu)及執(zhí)行器失效模式下的控制分配策略22-24
• 1.3 本課題研究意義24
• 1.4 研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型26-41
• 2.1 多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛整車(chē)結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)形式26-27
• 2.2 車(chē)輛子系統(tǒng)模型27-35
• 2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器共同工作模型27-29
• 2.2.2 變速箱模型29-30
• 2.2.3 差速器模型30-31
• 2.2.4 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)模型31-33
• 2.2.5 電池模型33-35
• 2.3 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型35-40
• 2.3.1 整車(chē)模型35-37
• 2.3.2 輪胎模型37-39
• 2.3.3 垂向載荷計(jì)算39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第3章 多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛軸間輪間力矩優(yōu)化分配策略41-60
• 3.1 多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛整車(chē)控制策略41-43
• 3.1.1 車(chē)輛驅(qū)動(dòng)模式41
• 3.1.2 蓄電池充放電特性41-43
• 3.2 軸間力矩優(yōu)化分配策略43-45
• 3.2.1 軸間力矩優(yōu)化分配目標(biāo)43-45
• 3.2.2 軸間力矩優(yōu)化分配約束條件45
• 3.3 輪間力矩優(yōu)化分配策略45-58
• 3.3.1 輪間力矩優(yōu)化分配控制結(jié)構(gòu)45-46
• 3.3.2 針對(duì)參考模型設(shè)計(jì)的車(chē)輛線(xiàn)性二自由度模型46-49
• 3.3.3 運(yùn)動(dòng)控制器前饋修正設(shè)計(jì)49-50
• 3.3.4 參考模型設(shè)計(jì)50-51
• 3.3.5 優(yōu)化算法概述51-52
• 3.3.6 運(yùn)動(dòng)控制器反饋修正設(shè)計(jì)52-56
• 3.3.7 控制分配器設(shè)計(jì)56-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第4章 多軸輪式機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛電機(jī)容錯(cuò)控制策略60-80
• 4.1 系統(tǒng)模型及問(wèn)題公式描述60-63
• 4.2 故障診斷設(shè)計(jì)63-68
• 4.2.1 不考慮模型誤差的故障診斷設(shè)計(jì)63-66
• 4.2.2 考慮模型誤差的故障診斷設(shè)計(jì)66-68
• 4.3 容錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)68-70
• 4.3.1 控制器設(shè)計(jì)68-69
• 4.3.2 控制分配設(shè)計(jì)69-70
• 4.4 電機(jī)容錯(cuò)控制策略仿真驗(yàn)證70-79
• 4.4.1 故障診斷結(jié)果70-72
• 4.4.2 容錯(cuò)控制結(jié)果72-79
• 4.5 本章小結(jié)79-80
• 第5章 控制策略硬件在環(huán)仿真80-92
• 5.1 硬件在環(huán)仿真平臺(tái)80-85
• 5.1.1 硬件平臺(tái)80-82
• 5.1.2 軟件平臺(tái)82-85
• 5.2 優(yōu)化分配策略硬件在環(huán)仿真分析85-91
• 5.2.1 軸間優(yōu)化分配仿真分析85-87
• 5.2.2 輪間優(yōu)化分配仿真分析87-91
• 5.3 本章小結(jié)91-92
• 結(jié)論92-94
• 參考文獻(xiàn)94-102
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單102-103
• 致謝103-104

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