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基于路面识别的4WID电动汽车驱动防滑及转矩分配控制研究
| 论文题名： | 基于路面识别的4WID电动汽车驱动防滑及转矩分配控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;路面识别;驱动防滑控制;转矩分配控制;横向稳定性 |
| 摘要： | 四轮独立驱动(4wheelindependentdrive，4WID)电动汽车的传动方式独特，将电机安装在轮辋内，直接将动力传递给车轮，使得驾驶员对于动力的操控能得到更快的响应，并且四个电机单独控制，电机的状态信息易于获取。本文以4WID电动汽车为研究对象，针对车辆直线行驶和转向行驶的工况，对路面识别方法、驱动防滑控制、转矩分配控制展开研究，具体研究内容如下： (1)选取并建立七自由度整车动力学模型，建立驾驶员模型，进行电机选型、参数匹配以及电机模型的建立，并基于CarSim/Simulink联合仿真验证所建模型的有效性及精确性。 (2)设计一种基于广义回归神经网络(GeneralizedRegressionNeuralNetwork，GRNN)的路面识别方法，以Burckhardt轮胎模型拟合的8种标准路面为基础，通过标准路面区域划分、采集样本数据并对其采用GRNN进行训练，得到具有路面识别能力的GRNN，并通过均一路面、对接路面、对开路面等多种路面对GRNN路面识别方法进行仿真验证，结果表明设计的GRNN路面识别方法识别速度快、准确度高。 (3)针对车辆在低附、复杂路面进行直线起步加速时车轮容易产生滑转的工况，设计一种基于路面识别的驱动防滑控制策略。设计一种模糊PID控制器，以滑转率与最优滑转率的误差及误差变化率为输入，对车轮的驱动转矩进行调整，控制滑转车轮的滑转率在最优滑转率附近，充分利用地面附着力，以提高车辆动力性和稳定性，并通过多种路面起步加速工况仿真验证驱动防滑控制策略的有效性。 (4)针对车辆在低附路面转向行驶时容易发生失稳的工况，分析其失稳原因，选择横摆角速度和质心侧偏角作为横向稳定性的控制变量。基于分层控制思想设计基于横向稳定性的转矩分配控制策略，决策层以线性二自由度车辆模型输出控制变量的参考值，并采用滑模控制计算附加横摆力矩；分配层采用二次规划算法对四轮驱动转矩进行优化分配，通过双移线工况仿真验证，结果表明转矩分配控制策略能够有效提高车辆的横向稳定性。 |
| 作者： | 吕广才 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 尹安东;王泽平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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