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分布式驱动电动车直接横摆力矩控制研究
| 论文题名： | 分布式驱动电动车直接横摆力矩控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;分布式驱动;横摆稳定性;控制策略 |
| 摘要： | 近些年来，迫于能源和环保的双重压力，汽车的节能和环保性能逐步受到重视，电动汽车自然成为目前研究的焦点，而分布式驱动电动汽车由于其独特的结构特点和性能优势受到了各国研究学者的重视，同时近年发展起来的主动安全控制成为这一方向的研究热点。分布式驱动电动车辆取消了内燃机、动力传动系统，取而代之的是电池和内嵌在车轮中的轮毂电机，使得其具备体积小、比功率大、传动效率高等优势。同时实现了各个车轮驱/制动力独立可控，使得分布式驱动电动车与传统车的行驶过程中稳定性控制必然有所不同，所以对分布式驱动电动车行驶过程中的稳定性控制问题进行研究很有必要。本文基于分布式驱动电动车的特点对其横摆稳定性控制问题进行研究。 针对目前整车仿真模型比较简单的缺陷，选取基于参数化建模的Carsim仿真软件搭建整车动力学仿真模型。通过驱动系统配置提供分布式驱动接口，同时由于Carsim不提供电机模型，因此在Matlab/Simulink中搭建了直流无刷电机模型，将Carsim模型和Simulink模型相结合，构成能够实现分布式驱动电动车仿真研究的整车模型。 针对实时车辆状态反馈的要求，开发了基于扩展Kalman滤波的车辆状态观测器，对车辆的关键动力学参数：纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角进行实时估计。将建立的仿真模型在双移线工况和蛇形工况下进行仿真试验。仿真结果表明，基于扩展 Kalman滤波的车辆状态观测器能够很好的跟踪车辆状态，在变车速的工况下仍能取得比较好的观测效果。 从横摆稳定性控制的根源和体现入手，分析了轮胎对车辆稳定性的影响，指出了横摆角速度和质心侧偏角与车辆行驶稳定性的关系。选择车辆的横摆角速度作为控制目标，采用前馈加反馈控制的方法实现横摆角速度跟随期望值，计算出需求的横摆力矩。仿真结果表明，附加的横摆力矩能够实现横摆角速度的跟踪，达到了车辆的稳定性控制的目的。 针对分布式驱动电动车执行器的冗余控制问题，开发了直接横摆力矩优化分配算法。采用轮胎路面附着利用率综合最小作为优化目标，在多个边界条件的约束下，同时考虑各轮权重系数，实现横摆力矩优化分配算法的求解。仿真结果表明，采用路面附着利用率最小的优化分配方法能够提高车辆在极限工况下的行驶稳定性。 |
| 作者： | 王明玉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王大方 |
| 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 |
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