原文传递
基于直接横摆力矩控制的电动汽车操纵稳定性研究
| 论文题名： | 基于直接横摆力矩控制的电动汽车操纵稳定性研究 |
| 关键词： | 直接横摆力矩控制;模糊变结构控制;轮胎滑移率;联合仿真;电动汽车;操纵稳定性 |
| 摘要： | 随着人们对于全球变暖和能量危机的问题关注越来越多，电动汽车的提出被认为是减少温室气体排放和能源利用率的好办法。车辆的安全问题受到重视，而电动汽车的优势，特别是四轮独立驱动在主动安全方面的优势，因此电动汽车的操纵稳定性控制的研究是一个非常关键的问题。以直接横摆力矩控制为代表的车辆稳定性控制系统成为了近年来车辆主动安全领域研究的重点。牵引力控制系统和制动防抱死控制系统的优点都体现于电动汽车的直接横摆力矩控制系统中，电动汽车的驱动性能和制动性能都可以被该系统主动改善，当电动汽车出现不足转向或过度转向的现象，该系统也可以通过对合适的车轮适时地施加主动控制进行矫正，防止电动汽车失去稳定性，从而提高电动汽车的操纵稳定性。 首先，以车辆动力学为基础，分析、建立了七自由度非线性动力学整车模型、线性二自由度车辆模型、“魔术公式”轮胎模型和五相永磁无刷电机模型，用于理论分析研究，在Matlab/Simulink中详细建立了以上模型;同时，基于CarSim软件，建立更符合实际车辆的整车模型，为Matlab/Simulink与CarSim的联合仿真奠定基础。 其次，详细分析了横摆角速度和质心侧偏角对车辆稳定性的影响，以横摆角速度和质心侧偏角作为DYC系统“主环路”的控制变量;同时，分析了轮胎滑移率对车辆稳定性的影响，将轮胎滑移率作为DYC系统“伺服环”的控制变量。针对车辆系统所呈现的非线性、强耦合、时变性及参数不确定性等特点，结合模糊控制和滑模变结构各自的优点，分别设计了基于横摆角速度和质心侧偏角的模糊控制器和模糊变结构控制器，控制器的输出为使车辆恢复到稳定状态所需的附加横摆力矩。接着结合车轮驱动力分配控制的优点采用车轮驱动力控制来实现横摆力矩运动，其中轮胎滑移率会影响轮胎驱动力的变化，采用基于逻辑门限值法对其进行控制，并将理想的电机输出驱动转矩通过五相永磁无刷电机传输给电动汽车，实现了整车闭环控制。 最后，为验证所设计模糊控制器和模糊变结构控制器，基于Matlab/Simulink软件搭建DYC仿真系统平台，选取单周期的正弦输入转向的工况进行仿真测试;同时对角阶跃输入和连续正弦输入工况下进行Matlab/Simulink和CarSim联合仿真研究。通过对仿真结果进行分析得知，本文所设计的直接横摆力矩控制策略能实现对电动汽车操纵稳定性的较好控制。 |
| 作者： | 孙桂华 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 刘国海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
