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分布式驱动电动SUV建模及防侧翻控制
| 论文题名： | 分布式驱动电动SUV建模及防侧翻控制 |
| 关键词： | 运动型汽车;分布式驱动电动;防侧翻控制;底层控制器 |
| 摘要： | 分布式驱动电动SUV因为其优异的性能和广阔的市场前景越来越受到从业者的重视，针对其运动学特性的研究是意义重大且迫切的。相比于传统汽车，其在驱动系统、整车质量分布、车辆动力学控制等各方面的不同给研究人员提出了新的挑战。本文主要着眼点为分布式驱动电动SUV建模、侧翻稳定性分析和防侧翻控制。 本文主要研究内容和工作如下： （1）建立了分布式驱动电动SUV模型，主要包括整车动力学模型和电机系统模型。整车动力学模型主要分为：包括横摆、侧倾、俯仰、垂向、纵向、侧向、四个车轮的垂向跳动和转动在内的十四自由度动力学模型，以及轮胎、悬架、转向、电机子系统模型。在simulink中搭建仿真模型并与Carsim中车辆模型对比，验证其在转向和路面激励情况下的模型准确性。 （2）根据所建模型推导得到新的侧翻指标，同时对侧倾中心高度进行辨识和修正，接着在非绊倒型和绊倒型侧翻工况下验证新指标准确度并进行整车的侧翻稳定性分析。根据分布式驱动电动SUV纵向力易于观测的特点，推导得到适用于非绊倒型以及绊倒型侧翻的新的侧翻指标。针对影响侧翻指标准确性的关键参数——侧倾中心高度，建立侧倾动力学模型，对其进行辨识，并考虑车辆存在俯仰和受到路面激励时侧倾中心高度变化情况，对其进行修正，以提高侧翻指标的准确性。通过仿真实验，验证非绊倒型和绊倒型工况下侧翻指标的准确性，并利用该指标分析了关键参数对于侧翻稳定性的影响。 （3）建立了分布式驱动电动SUV底盘集成分层控制策略。针对各种侧翻危险工况，设计了以上层模糊控制和下层SMC、MPC为核心的底盘集成分层防侧翻控制策略。控制策略以主动悬架、主动转向和直接横摆力矩控制为防侧翻手段，分别以簧载质量垂向位移、质心侧偏角和横摆角速度为被控对象，设计底层控制器。上层模糊控制器针对在不同工况下的控制要求，分配下层控制器的权重，以调整下层控制器的工作区间。对于整个控制策略的执行器，电磁阀和电机，以消除控制过程中的时滞为目标，设计了相应的控制器并验证其效果。在非绊倒型和绊倒型工况下的仿真验证表明，该分层控制策略在尽可能的减小其对于车辆轨迹影响的前提下，实现了复杂工况下的防侧翻控制目标。 |
| 作者： | 钱飚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 金智林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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