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四轮独立驱动电动汽车轮胎力及整车行驶状态集成观测
| 论文题名： | 四轮独立驱动电动汽车轮胎力及整车行驶状态集成观测 |
| 关键词： | 纵向速度;质心侧偏角;轮胎力;独立驱动;电动汽车 |
| 摘要： | 为应对能源危机与环境污染的双重挑战，保持人类的可持续发展，电动汽车已成为全球汽车工业研究的热点。其中，四轮独立驱动（4WID）电动汽车由于其诸多潜力与优势被视为未来汽车的发展方向。其驱动结构变革带来控制自由度的提高，使得4WID电动汽车在主动安全控制系统方面极具潜力。 然而，主动安全控制系统准确实施的前提是车辆当前状态的准确获取，但直接测量某些车辆状态信息的车载传感器价格极其昂贵，且信号受环境的影响较大。因此，如何根据低成本车载传感器实时准确地估计这些不易测量的状态是4WID电动汽车稳定性控制系统的关键问题。 本文采用多种状态观测理论与方法，实现对4WID电动车辆重要状态信息的集成观测。主要研究工作如下： 1、介绍了4WID电动汽车的发展现状和技术特点，汽车状态观测的国内外研究现状和意义。然后推导了4WID电动汽车整车数学模型，分析轮胎模型与车身动力学之间的连接关系，建立基于“魔术轮胎”的七自由度(7DOF)整车仿真模型。采用CarSim车身动力学仿真软件验证整车仿真模型的正确性，为集成状态观测奠定基础。 2、针对4WID电动汽车轮毂电机的转速和转矩易于获取的特点设计轮胎纵向力观测器；采用低成本的车载传感器，构建基于随机卡尔曼滤波(RKF)算法的轮胎侧向力观测器和基于卡尔曼滤波(KF)算法的纵向速度观测器；继而利用轮胎力和纵向速度的观测值，构建基于神经网络左逆(NNLI)的质心侧偏角观测器，实现了车身状态参数集成观测器的构建，并在不同工况下进行了联合仿真研究。 3、搭建了4WID电动汽车的软硬件试验平台，基于半实物仿真系统DS1103对轮胎侧向力观测器和纵向速度观测器进行了实验验证。仿真和实验结果表明：线性或非线性工况下的集成观测器都具有较好的观测效果。 |
| 作者： | 叶浩 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘国海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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