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一体化电动轮主动悬架系统开发及控制策略研究
| 论文题名： | 一体化电动轮主动悬架系统开发及控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车底盘;一体化电动轮;主动悬架系统;控制策略 |
| 摘要： | 在电动化和智能化的新趋势下，汽车新技术的应用层出不穷。其中，具有多系统融合、多系统冗余、多自由度可控和多功能集成的一体化电动轮模块化底盘正逐步颠覆传统汽车底盘架构，此类底盘在提升汽车智能化整体性能上具有广阔的发展前景。悬架系统作为一体化电动轮的主要结构，在提升乘坐舒适性和丰富整车驾驶功能上发挥了重要作用。因此，面向下一代地面汽车，本文开发了一体化电动轮主动悬架系统，并对其控制策略展开研究。 本文首先定义了电动轮主动悬架车高大行程可调性、平顺性与操稳性、结构紧凑和可靠性等功能需求。对比研究了传统车辆和基于一体化电动轮的车辆在车轮定位参数选取上的差异性，设置悬架系统车轮定位参数均为0，确定纵臂式导向机构作为悬架设计总体方案。 推导了减振器杠杆比与纵臂式独立悬架的减振器受力、车高调节行程、转向阻力矩间的数学关系，基于ADAMS的敏感度和DOE分析对理论计算进行仿真验证，完成了一体化电动轮主动悬架结构数字化模型的设计，并对其运动学和力学性能进行校核，同时分析了电动轮布置形式对整车性能的影响。 为更好的模拟实际物理系统并缩短车高控制策略的开发时间，搭建了基于Simscape的主动空气悬架物理模型，设计了基于ADRC和Skyhook的车高协同控制器。仿真表明物理模型搭建的正确性和控制方法的有效性。 最后，基于设计的一体化电动轮模型，完成了单轮测试台架和全矢量线控底盘的搭建，车高调节行程范围满足预期需求，设计了基于ADRC的时间控制器和基于Stateflow的整车车高模式切换逻辑并完成实验验证，具有较好的车高控制和模式切换效果。 |
| 作者： | 陈松 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 杜凤山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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