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驾驶员在环的四轮独立驱动电动汽车稳定性控制研究
| 论文题名： | 驾驶员在环的四轮独立驱动电动汽车稳定性控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;驾驶员模型;操纵稳定性;模糊滑模变结构 |
| 摘要： | 在能源危机和环境污染问题的双重压迫下，世界各国都在大力推广和发展电动汽车。相比其它形式的电动汽车，四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)由于具有独特的结构形式和性能特点，现已经成为世界各国的研究热点。本文以4WID-EV为研究对象，并考虑驾驶员在环的影响，对其行驶过程中的操纵稳定性进行了研究分析。 首先，根据4WID-EV的结构特点以及借鉴传统内燃机汽车的建模经验，在MATLAB/Simulink软件中建立了整车动力学仿真模型，其中包括:车身动力学模型、轮胎模型和轮毂电机模型等。 其次，简单介绍了方向控制驾驶员模型的研究现状和预瞄最优曲率驾驶员模型的相关理论。基于传统驾驶员模型精确性不高的缺点，本文将模糊控制和PID控制联合应用到驾驶员模型中，提出了一种新型的方向控制驾驶员模型，并通过蛇形仿真实验验证了该模型具有良好的轨迹跟踪能力。 然后，详细分析了汽车失稳的原因，提出了几种改善汽车操纵稳定性的措施，并选取DYC作为本文改善操纵稳定性的控制方法。同时，基于层次化双层架构思想提出了一种分层控制策略，上层为横摆角速度与质心侧偏角联合控制器，它主要以横摆角速度与质心侧偏角为控制变量，基于模糊和滑模控制理论，提出一种模糊滑模控制器(FSMC)来对汽车进行闭环反馈控制，控制输出为附加横摆力矩。下层为横摆力矩优化分配控制器，主要以四个轮胎纵向利用率的平方和最小作为优化目标函数和以路面附着性能和电机转矩峰值等为约束条件，采用二次规划法将附加横摆力矩分配到各个电机上，并输出各车轮最优的纵向力，最终实现4WID-EV的整车稳定性控制。 最后，基于4WID-EV整车动力学模型、驾驶员模型以及稳定性控制策略所构成人—车仿真平台，选取J-Turn、鱼钩和蛇形三种典型的仿真工况对汽车的操纵稳定性进行了仿真分析。仿真结果表明，基于驾驶员在环的操纵稳定性控制不仅使汽车具有良好的轨迹跟踪能力，而且提高了汽车的行驶稳定性和安全性。 |
| 作者： | 胡耀中 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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