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四轮独立驱动电动车车速估计及滑移率控制方法研究
| 论文题名： | 四轮独立驱动电动车车速估计及滑移率控制方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;四轮独立驱动;驱动防滑;车速估计;滑移率控制;鲁棒控制器 |
| 摘要： | 四轮独立驱动电动汽车驱动防滑控制用于防止车辆急加速和低附着系数行驶工况时甩尾及车辆失控现象的发生，对于提高电动汽车的安全行驶性能极其重要。驱动防滑控制的主要问题是车轮滑移率估计和控制，而滑移率估计问题必须通过精确的车速估计才能解决。为此，本文首先研究了车速的估计方法，在此基础上讨论了车轮滑移率的控制问题。 本文讨论的四轮独立驱动电动汽车行驶速度估计问题，是在装配有轮转速传感器和质心纵向加速度传感器的车辆上进行的。本文考虑了车辆质心传感器信息与路面坡度的关系，且基于路面坡度变化缓慢的假设条件，建立了能够反映车辆纵向行驶动态特性的单自由度运动学模型，在此模型基础上，提出了一种变增益的纵向车速和路面坡度角的联合估计器，详细讨论了估计器增益与轮速和纵向加速度之间的关系，并基于李雅普诺夫稳定性理论及输入到状态稳定性理论分析了估计算法的收敛性，而后通过高精度车辆动力学仿真软件veDYNA在多种仿真工况验证了估计器的性能。 有了车速的估计值，进一步可得到车轮的滑移率，在此基础上，针对四轮独立驱动电动汽车滑移率控制需求，利用车轮动力学和车辆纵向动力学建立了轮胎纵向滑移率的多胞LPV(Linear ParameterVarying)控制模型；在分析模型特点的基础上，设计了车轮滑移率的鲁棒PI控制器，并利用鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法求得了PI控制律的增益，而后在车辆仿真软件veDYNA对所设计的滑移率控制器进行多种不同工况下的仿真验证，仿真结果表明所设计的滑移率控制器具有较好的控制性能，能够实现预期的控制效果。 为了验证车速估计算法在整车控制器中的运行效果，进行了车速估计硬件在环的仿真测试，该测试环境的构建借助于NI设备的数据采集板卡及和其兼容的labview软件，模拟了制动踏板、加速踏板、档位等传感器信号，结合实时仿真系统dSPACE完成了硬件在环测试。最后，利用实车测试得到的数据对车速估计算法进行了离线实验测试，验证了估计算法的有效性。 |
| 作者： | 冷亚南 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 何朕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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