本文關(guān)鍵詞：四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車四輪轉(zhuǎn)向研究及試驗(yàn)平臺(tái)搭建

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【摘要】：當(dāng)今世界環(huán)境和能源不停地?fù)軇?dòng)著人們的心弦,尤其是近年來霧霾問題愈發(fā)嚴(yán)重,新能源汽車逐漸成為汽車行業(yè)研究的重點(diǎn)。四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車除了擁有電動(dòng)車節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)外,還具有更高的操縱自由度,可以實(shí)現(xiàn)橫行、斜行和原地轉(zhuǎn)向等特殊模式,增加了汽車的機(jī)動(dòng)性,改善了汽車的操縱穩(wěn)定性。本文研究了四輪轉(zhuǎn)向控制,并搭建了四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文的主要工作如下:首先,分析車輛動(dòng)力學(xué)特性,建立了線性二自由度車輛模型,在此基礎(chǔ)上引入輪胎非線性特性,建立車輛非線性模型。分析了常用的前饋控制和比例橫擺角速度反饋控制,提出了這它們的不足。其次,針對(duì)兩種常用線性四輪轉(zhuǎn)向控制的缺陷,建立車輛理想轉(zhuǎn)向模型,引入線性二次型最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)控制器,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向。仿真結(jié)果表明,基于最優(yōu)控制的主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向不僅能夠控制車輛的質(zhì)心側(cè)偏角為零,還能很好地跟蹤理想橫擺角速度,提高了車輛的操縱穩(wěn)定性。再次,在線性二自由度四輪轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上,考慮到輪胎的非線性以及四輪轉(zhuǎn)向的獨(dú)立性,引入模糊控制,設(shè)計(jì)了基于質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度反饋的非線性四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向模糊控制器。仿真結(jié)果表明基于模糊控制的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向能夠反映汽車的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),在保證質(zhì)心側(cè)偏角為零的基礎(chǔ)上,在低速下提高了車輛的操作性,高速下提高了車輛的穩(wěn)定性。最后,參考國內(nèi)外試驗(yàn)平臺(tái)的研究成果,分析比較了三種試驗(yàn)平臺(tái)并選擇一種作為最終的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。對(duì)四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),根據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)的目標(biāo),選擇系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)并分析常見工況下的受力情況。最后介紹了平臺(tái)的各個(gè)子系統(tǒng),并在平臺(tái)上進(jìn)行了簡單的工況測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 四輪轉(zhuǎn)向 操縱穩(wěn)定性 最優(yōu)控制 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U469.72;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 研究的背景及意義14
• 1.2 四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車平臺(tái)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 四輪轉(zhuǎn)向控制的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文研究內(nèi)容20-21
• 第二章 四輪轉(zhuǎn)向建模與控制21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 二自由度線性車輛模型21-24
• 2.3 電動(dòng)汽車非線性模型24-27
• 2.3.1 輪胎非線性模型24-26
• 2.3.2 電動(dòng)汽車非線性建模26-27
• 2.4 前輪轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向?qū)Ρ?/span>27-28
• 2.5 前饋控制的電動(dòng)汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)28-30
• 2.6 比例于橫擺角速度反饋的電動(dòng)汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)30-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于最優(yōu)控制的主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向研究34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 線性二次型最優(yōu)控制34-37
• 3.2.1 最優(yōu)控制問題34-35
• 3.2.2 線性二次型問題35-37
• 3.3 車輛理想模型的建立37-38
• 3.4 主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)38-41
• 3.5 主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向最優(yōu)控制仿真41-45
• 3.5.1 角階躍輸入動(dòng)態(tài)仿真42-44
• 3.5.2 連續(xù)正弦輸入動(dòng)態(tài)仿真44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于模糊控制的非線性四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向研究46-60
• 4.1 引言46
• 4.2 模糊控制理論46-50
• 4.3 非線性四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向建模50-52
• 4.4 基于模糊控制的非線性四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)52-55
• 4.4.1 控制器原理設(shè)計(jì)52
• 4.4.2 模糊控制器變量的確定52-53
• 4.4.3 模糊控制規(guī)則的確定53-55
• 4.5 非線性四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模糊控制仿真55-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái)搭建60-71
• 5.0 引言60
• 5.1 電動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái)的分析對(duì)比60-62
• 5.2 四輪獨(dú)立電動(dòng)汽車總體設(shè)計(jì)62-64
• 5.2.1 車輛的總體設(shè)計(jì)62-63
• 5.2.2 車輛主要參數(shù)選擇63
• 5.2.3 車輛行駛受力分析63-64
• 5.3 電動(dòng)汽車子系統(tǒng)設(shè)計(jì)64-69
• 5.3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)64-65
• 5.3.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)65-66
• 5.3.3 傳感器系統(tǒng)66-67
• 5.3.4 電池系統(tǒng)67
• 5.3.5 控制系統(tǒng)67-69
• 5.4 試驗(yàn)平臺(tái)整車測(cè)試69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 工作展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

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