本文關鍵詞：電動沙灘車驅(qū)動控制策略研究

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【摘要】：進入到21世紀以來,汽車技術的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,尤其是汽車的多功能性,它已經(jīng)漸漸打破了人們對汽車的傳統(tǒng)認知�，F(xiàn)在,智能車、探測車等層出不窮,不斷地滿足人們的需求。電動沙灘車是全地形車的一種,已經(jīng)成為當今科學研究領域中的重點方向。在沙土環(huán)境下,車輛在快速行駛中經(jīng)常發(fā)生車輪沉陷、車輪滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,車輪轉(zhuǎn)矩更多的被浪費掉,因此研究電動沙灘車的驅(qū)動控制策略具有非常重要的現(xiàn)實意義,對人們完成困難復雜的工作有極大的便利作用。車輪模型是研究車輛驅(qū)動性能的基礎,是聯(lián)系車輪與路面關系的媒介。在對國內(nèi)外車輪模型研究的基礎上,確定了適用于可變形土壤的車輪模型。通過對Bekker車輪模型和Wong-Reece車輪模型的研究,得到了輪胎力的表達式。對車輪模型仿真分析的結果表明,車輪的縱向力受車輪滑轉(zhuǎn)率、車輪沉陷量及胎紋深度的影響十分明顯,而且車輪縱向力的最大值始終對應同一個車輪滑轉(zhuǎn)率;車輪側(cè)向力主要受到車輪側(cè)偏角的影響。在對單個驅(qū)動車輪的分析中,發(fā)現(xiàn)車輪驅(qū)動效率的最大值同樣對應同一個滑轉(zhuǎn)率的值。整車模型是研究電動沙灘車驅(qū)動控制策略的主要方法,本文分別建立了電動沙灘車整車動力學模型、車輪滑動率模型、路面附著系數(shù)模型及路面不平度模型,將各個模型相結合得到了電動沙灘車整車模型。同時,建立了非線性二自由度車輛模型來進行車輛操縱穩(wěn)定性仿真,驗證了車輪模型與整車模型的結合是符合實際情況的,可以用于整車驅(qū)動控制中。為了解決電動沙灘車車輪滑轉(zhuǎn)問題,建立了以驅(qū)動防滑為核心的驅(qū)動控制策略。在對已有的控制算法的了解基礎上,分別設計了PID控制算法和模糊控制算法,經(jīng)過仿真分析發(fā)現(xiàn)二者都有效的控制了車輪滑轉(zhuǎn)率,而且模糊控制的效果更加明顯,車輪滑轉(zhuǎn)率達到穩(wěn)定的時間也更短�？紤]到車輛初始轉(zhuǎn)矩的確定受到車輪載荷的影響,建立了初始轉(zhuǎn)矩的分配模型,以符合車輛行駛過程中的實際情況。為了驗證驅(qū)動控制策略的有效性,在MATLAB/Simulink中建立了整車驅(qū)動控制模型并進行了仿真分析。結果表明,該驅(qū)動控制系統(tǒng)有效的控制了車輪滑轉(zhuǎn)率。同時,對前輪驅(qū)動失效的情況和質(zhì)心位置對驅(qū)動控制的影響進行了分析。
【關鍵詞】：電動沙灘車 整車模型 車輪模型 驅(qū)動控制策略 模糊控制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U489
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析及存在問題14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 電動沙灘車車輪模型的建立與仿真分析16-30
• 2.1 車輪坐標系16-17
• 2.2 土壤力學特性模型17-19
• 2.2.1 土壤承壓模型17-18
• 2.2.2 土壤剪切模型18-19
• 2.3 電動沙灘車車輪模型19-23
• 2.3.1 Bekker車輪模型19-20
• 2.3.2 Wong-Reece車輪模型20-22
• 2.3.3 車輪側(cè)向力模型22-23
• 2.4 電動沙灘車車輪模型仿真分析23-28
• 2.4.1 車輪縱向力分析24-26
• 2.4.2 車輪側(cè)向力分析26
• 2.4.3 車輪驅(qū)動效率分析26-28
• 2.5 本章小結28-30
• 第3章 電動沙灘車車輛模型的建立與仿真分析30-44
• 3.1 整車驅(qū)動型式30-31
• 3.2 整車動力學模型的建立31-34
• 3.3 車輪滑動率模型34-35
• 3.4 路面附著系數(shù)模型35-36
• 3.5 路面不平度模型36-39
• 3.5.1 路面不平度模型的選擇36-37
• 3.5.2 路面不平度模型的建立37-39
• 3.6 整車模型的驗證39-43
• 3.6.1 單側(cè)車輛操縱穩(wěn)定性仿真分析39-42
• 3.6.2 直線加速仿真分析42-43
• 3.7 本章小結43-44
• 第4章 電動沙灘車驅(qū)動控制策略研究44-56
• 4.1 電動沙灘車驅(qū)動防滑控制44-46
• 4.1.1 驅(qū)動防滑控制的基本結構44-45
• 4.1.2 控制算法的選擇45-46
• 4.2 PID控制算法的實現(xiàn)46-48
• 4.3 模糊控制算法的實現(xiàn)48-52
• 4.3.1 模糊控制的基本構成48-49
• 4.3.2 模糊控制器的設計49-52
• 4.4 基于載荷比的初始轉(zhuǎn)矩分配52-54
• 4.5 電動沙灘車驅(qū)動控制模型54-55
• 4.6 本章小結55-56
• 第5章 電動沙灘車驅(qū)動控制策略的仿真分析56-67
• 5.1 電動沙灘車驅(qū)動控制策略仿真分析56-61
• 5.2 后輪驅(qū)動控制仿真結果分析61-63
• 5.3 車輛參數(shù)對驅(qū)動控制仿真分析63-65
• 5.4 本章小結65-67
• 結論67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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本文編號：971054