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原文传递电动沙滩车驱动控制策略研究

论文题名：	电动沙滩车驱动控制策略研究
关键词：	电动沙滩车;驱动控制策略;车轮模型;整车模型;仿真分析
摘要：	进入到21世纪以来，汽车技术的发展已经实现了质的飞跃，尤其是汽车的多功能性，它已经渐渐打破了人们对汽车的传统认知。现在，智能车、探测车等层出不穷，不断地满足人们的需求。电动沙滩车是全地形车的一种，已经成为当今科学研究领域中的重点方向。在沙土环境下，车辆在快速行驶中经常发生车轮沉陷、车轮滑转的现象，车轮转矩更多的被浪费掉，因此研究电动沙滩车的驱动控制策略具有非常重要的现实意义，对人们完成困难复杂的工作有极大的便利作用。　　车轮模型是研究车辆驱动性能的基础，是联系车轮与路面关系的媒介。在对国内外车轮模型研究的基础上，确定了适用于可变形土壤的车轮模型。通过对Bekker车轮模型和Wong-Reece车轮模型的研究，得到了轮胎力的表达式。对车轮模型仿真分析的结果表明，车轮的纵向力受车轮滑转率、车轮沉陷量及胎纹深度的影响十分明显，而且车轮纵向力的最大值始终对应同一个车轮滑转率；车轮侧向力主要受到车轮侧偏角的影响。在对单个驱动车轮的分析中，发现车轮驱动效率的最大值同样对应同一个滑转率的值。　　整车模型是研究电动沙滩车驱动控制策略的主要方法，本文分别建立了电动沙滩车整车动力学模型、车轮滑动率模型、路面附着系数模型及路面不平度模型，将各个模型相结合得到了电动沙滩车整车模型。同时，建立了非线性二自由度车辆模型来进行车辆操纵稳定性仿真，验证了车轮模型与整车模型的结合是符合实际情况的，可以用于整车驱动控制中。　　为了解决电动沙滩车车轮滑转问题，建立了以驱动防滑为核心的驱动控制策略。在对已有的控制算法的了解基础上，分别设计了 PID控制算法和模糊控制算法，经过仿真分析发现二者都有效的控制了车轮滑转率，而且模糊控制的效果更加明显，车轮滑转率达到稳定的时间也更短。考虑到车辆初始转矩的确定受到车轮载荷的影响，建立了初始转矩的分配模型，以符合车辆行驶过程中的实际情况。　　为了验证驱动控制策略的有效性，在MATLAB/Simulink中建立了整车驱动控制模型并进行了仿真分析。结果表明，该驱动控制系统有效的控制了车轮滑转率。同时，对前轮驱动失效的情况和质心位置对驱动控制的影响进行了分析。
作者：	高铁
专业：	车辆工程
导师：	崔胜民
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文