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轮毂电驱动车转向助力及电子差速控制方法研究
| 论文题名： | 轮毂电驱动车转向助力及电子差速控制方法研究 |
| 关键词： | 轮毂电驱动车;转向助力;电子差速;神经网络PID |
| 摘要： | 助力转向主要解决转向过程中车辆低速行驶或轮胎发生爆胎时，导致驾驶员需要克服较大转向阻力问题，以提高驾驶的舒适性和安全性。传统汽车从配备液压助力逐渐发展到电动助力，而轮毂电动车采用四轮独立驱动，可使转向前轮形成差动助力部分或完全替代传统电动助力。同时，为实现车辆平滑转向，减少轮胎的损耗，车辆差速控制一直都是重要的研究课题。 本文首先分析电动助力转向系统结构，对其电气参数进行测定，在此基础上使用矢量控制，对助力电机力矩进行控制。制定助力电机位置信号采集策略，搭建电动助力转向试验平台，采用典型的助力曲线验证电动助力转向试验平台的力矩跟踪性能。 其次，以前面制定的助力曲线作为助力期望值，给出了一种轮毂电动车差动助力控制方法。针对车辆低速行驶工况，建立了差动助力转向动力学模型，通过分析车辆低速行驶时车轮角速度加速度对车轮纵向力估计影响，对模型进行简化。并且分析侧向力和垂向载荷对回正力矩的影响，采用“刷子”轮胎模型进行逼近侧向力产生的回正力矩，从而实现模型的进一步化简。考虑模型中存在干扰，设计了H控制器，基于高精度动力学软件veDYNA的仿真结果表明，所给出的方法是有效的。 最后，基于Ackermann-Jeantand模型进行电子差速控制。针对基于滑移率及横摆稳定控制来实现电子差速的方法存在弊端，本文采用期望车轮角速度作为控制目标，考虑转向过程车辆总驱动扭矩的变化，采用转向过程中滑移率较低的车轮作为车轮角速度计算基准，规划出期望的车轮角速度。接着对轮毂电动车转向中动力学进行分析，针对系统存在较强的非线性和耦合，本文设计了一种新型神经网络PID控制器，仿真结果表明本文所设计的神经网络PID控制器明显优于传统的PID控制器，能够跟踪急加速转向工况下的车轮角速度期望值，且改善了车轮滑移率和车辆转向半径。 |
| 作者： | 尚永杨 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 赵林辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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