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电动车辆稳定性控制(EVSC)实车试验平台研究
| 论文题名： | 电动车辆稳定性控制(EVSC)实车试验平台研究 |
| 关键词： | 电动车辆;稳定性控制;快速控制原型;实车试验平台;ABS控制器 |
| 摘要： | 随着电动车辆的行驶速度越来越快，其电子控制的集成化也逐步增强，当其在行驶过程中受到不确定干扰时，可能会引起行驶轨迹偏离驾驶员的目标轨迹等不稳定性现象发生，从而产生严重的安全隐患问题。如何有效提高其行驶安全稳定性，已经成为电动车辆领域重要的研究方向之一。目前，车辆稳定性控制（VSC，Vehicle Stability Control）系统能够有效地改善车辆在极限行驶过程中的操纵性和稳定性，因此对其研究开发尤为重要。 在分析电动车辆稳定性控制液压系统构成及原理的基础上，建立了节流阀、电磁阀、储能器、柱塞泵以及制动轮缸的数学模型。对柱塞泵液压动态特性进行了仿真研究，结果表明，柱塞泵的转速与排量对轮缸压力有较大的影响。若要实现对车辆精确的主动制动，需要考虑柱塞泵的转速与排量对制动轮缸压力的影响。此外开展了防抱死制动控制系统（ABS,Anti-lock Braking System）仿真研究，设计了基于滑移率的ABS控制器。结果表明，所设计的控制器能够较好地防止车轮抱死现象的产生，有效地抑制了汽车在制动过程出现的甩尾和侧滑现象，改善了汽车制动稳定性。 开展了电动车辆稳定性控制分层控制研究。采用分层控制策略，建立了基于线性二次型调节器（LQR，Linear Quadratic Regulator）控制算法的控制器模型。上层为控制层，下层为执行层，分别进行了典型工况下的仿真。结果表明，所设计的控制器能够有效地调节横摆角速度的大小，抑制质心侧偏角的增加，提高了车辆行驶稳定性和制动安全性。此外，设计了基于二自由度的卡尔曼滤波器，并进行质心侧偏角的卡尔曼估计。仿真结果表明，所设计的卡尔曼估计器估计精准、可靠。 重新定义了EVSC（E-Electric Vehicle,and/or Electric Driving/Braking）的概念。设计了电动车辆实车试验平台方案。即以传统VSC的液压泵阀结构为基础，通过系统改造，增设横摆角速度传感器、纵/横向加速度传感器等传感检测模块，电磁阀、泵电机等驱动控制模块，以及工控机、I/O板卡等模块构成快速控制原型（RCP，Rapid Control Prototype）的硬件。基于已验证的控制方法与控制策略，完成了快速控制原型的控制软件。 基于所开发的快速控制原型，依据实验方案，进行了典型工况下的试验。结果表明，基于快速控制原型的VSC试验平台能够满足试验要求，达到了预期目的；也表明了所研究的汽车稳定性控制快速控制原型的方案合理、方法可行、软硬件有效。 |
| 作者： | 石盛奇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 冯能莲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽农业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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