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电动轮驱动汽车路况识别与横向动力学控制
| 论文题名： | 电动轮驱动汽车路况识别与横向动力学控制 |
| 关键词： | 电动轮驱动;电动汽车;路况识别;动力学控制;协调控制 |
| 摘要： | 电动轮驱动汽车具有响应精度高、响应速度快、便于车辆动力学实时控制的优点，因此被公认为一种理想的电驱动车辆形式。但是当电动轮驱动汽车遇到凹凸不平、冰雪或湿滑等恶劣路况时，由于其非簧载质量加大，给车辆控制系统也带来了极大挑战。本文针对电动轮驱动汽车的特性，研究路况信息识别与车辆状态估计技术，进而制定高效的底盘横向动力学协调控制策略，改善电动轮驱动汽车的控制效果。本文主要研究内容为： （1）以课题室开发的前轮转向轮毂电机驱动汽车为原型，考虑电机真实响应及车辆需应对复杂路况，建立了包括车体系统、驱动系统、轮胎悬架耦合系统在内的16自由度整车模型；加入路面输入以及驾驶员模型后，在Matlab/Simulink环境下搭建了人-车-路闭环仿真系统；通过与车辆动力学软件Carsim仿真以及实车试验的结果曲线对比，验证了所建仿真系统的准确性。 （2）分别针对路面轮廓识别问题、车辆状态估计问题以及路面附着条件识别问题简化车辆模型并列出了各系统方程；然后基于动力学模型的方法，选取了合适的状态量、观测量，利用卡尔曼滤波理论制定了各问题的求解算法；通过仿真验证各算法的有效性。 （3）针对电动轮驱动汽车横向动力学控制问题，建立了用于控制器的简化车辆模型；然后对两类横向动力学控制目标进行了对比分析，基于路况信息及车辆状态使用相位图设计了动态控制目标调节方法；为提高控制执行机构的工作效果，基于路况信息及车辆状态设计了前轮主动转向和直接横摆力矩控制的协同控制策略，并分别选用合适的控制算法设计了二者的控制器；最后，仿真与硬件在环试验结果表明，所提控制策略相比其它控制方法具有更好的控制效果。 本文在电动轮驱动汽车建模、路况识别、车辆状态估计与底盘横向动力学控制等方面开展了研究，为未来智能电动汽车底盘动力学与控制研究提供了新思路。 |
| 作者： | 段嘉瑶 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张利鹏 |
| 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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