車輛橫擺穩(wěn)定性控制是電動車輛主動安全性的一個(gè)重要組成部分。實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確地獲取電動汽車行駛過程中的狀態(tài)變量是實(shí)現(xiàn)車輛底盤橫擺穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵。四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車具有高傳動效率,輪轂電機(jī)響應(yīng)快速精確等多方面優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)各輪扭矩的獨(dú)立控制和快速響應(yīng),容易產(chǎn)生所需橫擺力矩,以實(shí)現(xiàn)車輛橫擺穩(wěn)定性控制。以四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車為研究對象,研究了側(cè)向穩(wěn)定性動力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)非線性估計(jì)和橫擺穩(wěn)定性控制策略,主要研究內(nèi)容如下:（1）將無跡卡爾曼濾波算法應(yīng)用于車輛狀態(tài)參數(shù)觀測系統(tǒng),并引入車輛非線性動力學(xué)模型。利用四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車車載傳感器采集的數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)狀態(tài)參數(shù)估計(jì)器。利用Carsim/Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明在不同的工況下,狀態(tài)參數(shù)估計(jì)器能夠有效估計(jì)所需狀態(tài)變量,具有較高觀測精度。（2）采用模型預(yù)測控制算法分析車輛橫擺動力學(xué)系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定性。利用Carsim/Simulink建立整車動力學(xué)模型和單軌車輛參考模型,求解車輛行駛時(shí)的期望橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角以保持車輛行駛穩(wěn)定性。基于模型預(yù)測控制算法設(shè)計(jì)控制器,通過改變驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,獲得附加橫擺力矩,實(shí)現(xiàn)對車輛橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的控制。仿真實(shí)... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國外純

1緒論5位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）結(jié)合慣性測量單元（Inertialmeasurementunit，IMU）在衛(wèi)星實(shí)時(shí)信號可接收的范圍內(nèi)可提供較高精度的狀態(tài)參數(shù)測量信息[37]，但在信號強(qiáng)度較弱的區(qū)域，如山區(qū)、隧道等，信號易受干擾甚至丟失。此外，光學(xué)傳感器鏡頭容易被污染和破壞，在可靠性方面存在較大的隱患。圖1.3CorrevitS-CE非接觸式光學(xué)傳感器圖1.4輪胎力傳感器真實(shí)視圖（Nsk公司MsHub單元）因此，目前研究常用基于動力學(xué)的方法對車輛質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行觀測及分析�？偟膩碚f，車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)目前有兩大瓶頸，第一，高精度傳感器價(jià)格昂貴，第二，技術(shù)條件限制使得某些狀態(tài)參數(shù)無法測量和不宜測量。針對以上問題，研究利用量產(chǎn)車上的傳感器布置，通過車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)技術(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算得到其他所需但不可測得狀態(tài)信息，從而保障汽車橫擺穩(wěn)定性控制�；趧恿W(xué)方法對質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行估計(jì)，最常用的方法是使用單軌模型作為狀態(tài)參數(shù)觀測模型。在穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向條件下，車輛的質(zhì)心側(cè)偏角是前輪轉(zhuǎn)角的線性函數(shù)，而單軌模型側(cè)重于輪胎側(cè)向力對車輛橫向運(yùn)動的影響，對于輪胎縱向力的忽略使得在側(cè)滑明顯或者車輛加速的工況下，此方法的估算不再準(zhǔn)確。而輪胎的側(cè)偏剛度影響因素眾多，側(cè)向力較大時(shí)處于線性區(qū)域，因此可以通過對輪胎側(cè)偏剛度的自適應(yīng)方法對估計(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化。另外，還廣泛使用包括縱向、側(cè)向和橫擺運(yùn)動的三自由度車輛模型來估計(jì)質(zhì)心側(cè)偏角。此種方法對輪胎側(cè)向力的準(zhǔn)確度要求較高，為此需要建立高精度的車輛模型。一些學(xué)者使用了高階車輛動力學(xué)模型以獲得更準(zhǔn)確的質(zhì)心側(cè)偏角的估計(jì)值，但是在實(shí)際應(yīng)用中，此類高階動力學(xué)模型的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性有待驗(yàn)證。

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文102四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車行駛狀態(tài)估計(jì)四輪獨(dú)立驅(qū)動電動車輛進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)觀測的目的在于為整車動力學(xué)控制提供支撐[70]。作為車輛底盤動力學(xué)主動安全控制的研究起點(diǎn)，車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性將決定動力學(xué)控制的效果。而測量四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車橫擺穩(wěn)定性的關(guān)鍵狀態(tài)信息的傳感器價(jià)格昂貴，因此通常可由間接估計(jì)的方式獲取相關(guān)狀態(tài)信息。此外，車輛動力學(xué)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的非線性特性，本章搭建了非線性動力學(xué)模型，并設(shè)計(jì)無跡卡爾曼濾波非線性估計(jì)算法對車輛行駛狀態(tài)參數(shù)質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度進(jìn)行估計(jì)，以滿足車輛安全穩(wěn)定性控制系統(tǒng)對車輛狀態(tài)信息實(shí)時(shí)獲取的需求。2.1車輛動力學(xué)模型二自由度車輛模型是車輛動力學(xué)模型研究中使用面最廣的模型，基于車輛的二自由度，重點(diǎn)考慮車輛的橫擺運(yùn)動及側(cè)向運(yùn)動，并引入縱向車速創(chuàng)建三自由度非線性模型以提高估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確度。三自由度模型已廣泛應(yīng)用于車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)研究，它能夠表示對所研究車輛狀態(tài)估計(jì)的動力學(xué)建模。為了簡化后續(xù)研究，假設(shè)車身是剛性的，反向盤轉(zhuǎn)角和前輪轉(zhuǎn)角可以通過線性關(guān)系計(jì)算，忽略由懸架減震作用導(dǎo)致的車輛垂向方向的運(yùn)動，同時(shí)道路狀況良好。車輛模型如圖2.1所示。圖2.1三自由度車輛模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國能源與重要礦產(chǎn)資源需求展望[J]. 王安建,高芯蕊.  中國科學(xué)院院刊. 2020(03)
[2]極限工況下主動前輪轉(zhuǎn)向汽車穩(wěn)定性控制[J]. 李紹松,郭孔輝,仇韜,陳虹,王國棟,崔高健.  汽車工程. 2020(02)
[3]推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)路徑[J]. 馬建堂.  中國石油石化. 2020(02)
[4]分布式電驅(qū)動車輛狀態(tài)感知與控制研究綜述[J]. 徐坤,駱媛媛,楊影,徐國卿.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(22)
[5]基于轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配的分布式電動車輛橫擺力矩研究[J]. 王悅,李春明,肖磊.  車輛與動力技術(shù). 2019(01)
[6]北汽在京停產(chǎn)燃油車引熱議 車企和地方“脫油”計(jì)劃一覽[J]. 高玉英,李春玲.  汽車與配件. 2018(26)
[7]分布式驅(qū)動電動汽車直接橫擺力矩控制策略與仿真驗(yàn)證[J]. 張一西,馬建,唐自強(qiáng),劉曉東,賀伊琳.  甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[8]電動汽車的應(yīng)用展望及其對電網(wǎng)影響的淺析[J]. 王靖萱.  通訊世界. 2018(07)
[9]基于自適應(yīng)無跡卡爾曼濾波的分布式驅(qū)動電動汽車車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)[J]. 王震坡,薛雪,王亞超.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(07)
[10]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的車輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)[J]. 呂夢男,孫濤,李潔.  農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2018(05)

博士論文
[1]分布式電動汽車操縱穩(wěn)定性集成控制方法研究[D]. 謝憲毅.吉林大學(xué) 2018
[2]分布式驅(qū)動電動汽車狀態(tài)參數(shù)估計(jì)與側(cè)向穩(wěn)定性魯棒控制研究[D]. 金賢建.東南大學(xué) 2017
[3]基于復(fù)合滑動率控制的4WID-EV驅(qū)動力分配研究[D]. 趙明慧.燕山大學(xué) 2014
[4]分布式電驅(qū)動車輛動力學(xué)狀態(tài)參數(shù)觀測及驅(qū)動力協(xié)調(diào)控制[D]. 褚文博.清華大學(xué) 2013
[5]線控四輪獨(dú)立驅(qū)動輪轂電機(jī)電動汽車穩(wěn)定性與節(jié)能控制研究[D]. 李剛.吉林大學(xué) 2013
[6]四輪獨(dú)立電驅(qū)動車輛實(shí)驗(yàn)平臺及驅(qū)動力控制系統(tǒng)研究[D]. 王博.清華大學(xué) 2009

碩士論文
[1]中國電動汽車發(fā)展對能源需求結(jié)構(gòu)影響研究[D]. 張寧.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2019
[2]電動輪車輛直接橫擺力矩控制策略研究[D]. 葉剛.武漢科技大學(xué) 2018
[3]四輪獨(dú)立驅(qū)動電動車實(shí)驗(yàn)平臺驅(qū)動控制技術(shù)研究[D]. 盧冬奇.東北大學(xué) 2015
[4]四輪獨(dú)立驅(qū)動電動汽車系統(tǒng)多模型預(yù)測控制方法研究[D]. 陳琦.東南大學(xué) 2015



本文編號：2955348