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分布式驱动电动汽车状态软测量及横摆稳定性控制策略研究
| 论文题名： | 分布式驱动电动汽车状态软测量及横摆稳定性控制策略研究 |
| 关键词： | 分布式电动车;软测量;卡尔曼滤波;横摆稳定性;滑模控制 |
| 摘要： | 随着全球能源以及气候的变化，新能源汽车成为了汽车行业的研究重点。而电动汽车相比于传统汽车有了较大的改变，包括从能量传递、传动系统、驱动形式等。又根据驱动形式的不同，电动汽车可以分为两类，分别是集中驱动式电动汽车以及多个电机分布驱动式电动汽车。其中四轮独立驱动的分布式电动汽车，具有良好的车辆动力学控制特性，具有驱动链短，传动效率高，并且每个车轮都独立可控等优点，更容易实现车辆的主动控制。又因为其稳定性控制系统相比于传统汽车控制系统更加复杂，需要实时获取车辆的状态参数，保证控制系统对车辆本身的精确控制。基于上述原因，车辆行驶过程中状态参数的获取以及转向时横摆稳定性的控制成为了本文的主要研究内容。 本文针对布式驱动电动汽车状态软测量及横摆稳定性控制策略进行研究。状态软测量方法研究主要涉及分段递推的最小二乘算法（RLS）以及容积卡尔曼滤波（CKF）算法的联合估计方法。横向稳定性控制系统研究主要涉及对滑模控制方法进行改进应用，并设计了力矩分配算法。本文具体内容包含如下： 首先，在CarSim中选定目标车型参数并搭建车辆动力学模型，设置初始条件以及道路等。其次，在车辆模型搭建好的基础上，在起步阶段对整车质量进行估算。在估算过程中采用改进的分段递推的最小二乘算法，对整车质量进行估算，并采用仿真验证估算质量的准确性，再将估算的质量输入到容积卡尔曼滤波(CKF)算法中，进行横摆角速度和质心侧偏角的估算。并基于MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真平台，对估算的质心侧偏角和横摆角速度进行双移线仿真，验证其有效性。接着采用分层设计理念，设计了包括信号处理层、管理层、横摆力矩控制层和执行层在内的横向稳定性控制系统。选定控制参数和确定控制参数的，在对滑模算法理论研究的基础上，采用改进的滑模控制方法采用指数趋近律和函数替代法相结合来消除抖振，以提高系统的稳定性和抗干扰能力，力矩分配系统则采用路面附着消耗最小的分配方法进行力矩分配。 构建Simulink/CarSim联合仿真平台对横向稳定性控制系统进行仿真验证，验证实验包括：高附着系数路面双移线仿真、低附着系数路面双移线仿真以及蛇形工况仿真。三种仿真实验结果表明，本文设计的横向稳定性控制系统可以对车辆的横向稳定性进行良好的控制。 |
| 作者： | 钟双雷 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 叶心;姚祖明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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