原文传递
四轮驱动电动汽车操控稳定性及控制策略研究
| 论文题名： | 四轮驱动电动汽车操控稳定性及控制策略研究 |
| 关键词： | 四轮驱动电动汽车;控制策略;滑模控制;模糊PID;力矩分配 |
| 摘要： | 汽车作为人类社会发展而产生的一种重要交通工具，为人类社会的进步带来到了巨大的贡献。随着技术的革新，传统燃油汽车正在向新能源汽车转型，电动汽车的内部结构与传统汽车也有较大区别，省略了传统机械传动部件的四轮独立驱动电动汽车应运而生，其在驱动工况下的操控稳定性引起了广泛的关注。如今四轮驱动技术仍然不是很成熟，如何发挥四轮驱动电动汽车运动灵活的优势，提高驱动工况下的操控稳定性和安全性，是国内外研究的重点。本文的主要研究内容包括: (1)对车辆平面运动进行建模，构建了车辆运动的七自由度模型，鉴于CarSim软件中没有四轮驱动电动汽车的模型，在CarSim传统燃油车的基础上进行外部模型构建，包括魔术公式轮胎模型，永磁同步电机的外特性模型，驾驶员模型（PID车速跟随控制以及基于单点预瞄算法的任意路径跟踪控制），基于电子差速控制的四轮轮速协调模型等。对所建立的模型在直线行驶和转向行驶能力进行验证，保证模型的准确性，为进一步进行上层力矩决策和下层力矩分配控制奠定基础。 (2)对影响车辆行驶操控稳定性的因素进行分析，建立基于质心侧偏角的相平面失稳判断准则，兼顾路面附着系数和轮胎侧偏刚度的影响，构建合理的车辆理想二自由度模型输出车辆状态参数理想值。采用分层架构的方式进行控制。上层利用以质心侧偏角和横摆角速度与理想值的偏差为输入量，设置权重系数进行调整，对滑模联合控制算法进行改进，输出横摆力矩调整车辆的行驶状态，并在低附着路面双移线工况下进行仿真分析。利用模糊PID算法对车辆在低附着路面的加速的过程进行驱动防滑控制，通过控制滑转率在理想值附近，保持车辆平稳行驶。 (3)下层力矩分配层分别采用平均分配、动态载荷分配，以及以轮胎利用率最小为目标函数的广义逆法优化分配的方式，将车辆的驱动力矩和控制器上层决策出的横摆力矩合理地分配至四个驱动轮，利用CarSim和Simulink搭建四轮驱动电动汽车联合仿真平台，设计鱼钩抗侧翻、角阶跃等四种典型工况，进行横摆角速度、质心侧偏角等车辆稳定性关键指标的仿真验证，验证结果表明优化分配算法控制效果最优，在提高车辆的操控稳定性方面效果显著。 |
| 作者： | 张金硕 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王永富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
检索历史
应用推荐
