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电动轮汽车EPS与DYC集成控制策略研究
| 论文题名： | 电动轮汽车EPS与DYC集成控制策略研究 |
| 关键词： | 电动轮汽车;电动助力转向;力矩控制;集成控制;极限工况;汽车主动安全 |
| 摘要： | 近年来，底盘集成控制逐渐成为汽车主动安全技术领域的热点和重点。为了保证高速紧急避让等极限工况下车辆的转向稳定性，目前的研究主要是基于线控转向(SBW)、四轮转向(4WS)及主动前轮转向(AFS)与直接横摆力矩控制(DYC)集成控制。但由于SBW、4WS、AFS成本较高，所以此类技术难以得到实际应用。电动助力转向系统(EPS)已在乘用车上广泛应用，技术成熟。同时由于电动轮汽车具有轮毂电机控制响应灵敏、各车轮转矩独立可控、电机与轮胎响应一致等优点。因此，本文以电动轮汽车为研究对象，重点研究EPS与DYC集成控制策略，主要研究工作如下： 首先根据电动轮汽车的特点，分析EPS和DYC之间的动力学耦合关系，对EPS和DYC集成控制系统进行结构设计。考虑极限工况下的轮胎特性对车辆稳定性的影响，引入非线性轮胎模型，根据轮胎侧偏特性、轮胎纵向力和侧向力的耦合特性，分析轮胎非线性对车辆操纵稳定性的影响。基于车辆操纵稳定性控制原理，研究EPS与DYC的集成控制机理。 基于分层控制理论，提出EPS与DYC集成控制策略设计方案。对于DYC系统，采用滑模变结构控制算法，以横摆角速度和质心侧偏角作为控制目标，基于轴载比例分配算法进行四轮纵向力分配。基于高速紧急避让、对开路面强制动、低附路面大转向三种极限工况，考虑驾驶员在极限工况下的操作特性，提出驾驶员操作行为识别方法，将车辆横摆角速度反馈于EPS，提出EPS助力转矩修正系数K及其优化方法。 考虑到极限工况下驾驶员实车试验的危险性，为验证所设计的电动轮汽车EPS与DYC集成控制策略，搭建了集成控制仿真试验平台。基于Carsim建立了电动轮汽车整车模型，外接电机模型，利用Matlab/simulink软件搭建协调控制器模型、参考模型、DYC控制器、非线性轮胎模型、EPS系统模型。针对高速紧急避让工况、对开路面强制动工况、低附大转向工况，分别进行EPS与DYC集成控制仿真，结果表明：在三种典型的极限工况下，本文提出的EPS与DYC集成控制策略一定程度改善车辆操纵稳定性，降低由于驾驶员过激操作或误操作造成的危险，从而提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。 |
| 作者： | 苏健 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 江浩斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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