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原文传递基于稳定性的独立驱动电动车转矩分配研究

论文题名：	基于稳定性的独立驱动电动车转矩分配研究
关键词：	独立驱动;电动汽车;转矩分配;车辆稳定性;BP算法;二维模糊控制
摘要：	随着环境和能源问题的日益严峻，电动汽车逐步替代传统汽车已经成为一种必然发展趋势，相对于传统内燃机汽车及集中式驱动电动汽车，独立驱动电动汽车具有结构简单、操纵便捷、响应灵敏、动力独立可控等特点和优势，是电动汽车发展的特色方向。随着人们对车辆主动安全性要求不断提高，如何提高独立驱动电动车行驶稳定性能成为研究主要方向之一。本文以独立驱动电动汽车为研究对象，将整车转矩分配控制作为研究的切入点和突破口，对行驶在低附着极限工况下车辆稳定性展开具体研究。其主要工作内容如下：　　本文分析了独立驱动电动车研究意义及其研究现状。分析了独立驱动电动汽车的结构、特点及关键技术，并简要分析了国内外最近几年来的发展状况，最后对其转矩分配研究现状做了分类总结，引出了本文研究课题。　　本文利用SIMULINK平台构造了整车动力学模型。在对整车、车轮及轮胎作相应合理简化基础上，建立包括整车纵向、横向、横摆、侧倾、俯仰及四个车轮转动在内的九自由度整车数学模型。所建的整车模型中包括车体动力学模型、车轮动力学模型，能很好的对整车动力学部分、轮胎力学特性部分进行模拟。另外还构造了制动模型和轮胎模型，并通过相应的仿真验证，可以得出本文所建的模型是合理的。　　本文对独立驱动电动车的整个控制系统进行了分析研究。为了考察车辆的稳定性，首先研究了在理想状态下的车辆参考模型：单轨模型，求得了理想状态下横摆角速度与质心侧偏角，并确定为控制变量。然后重点对独立驱动电动汽车的转矩分配控制策略进行了设计。在驱动力控制分配中，提出了三种控制分配模式保证车辆的行驶姿态与路径达到最佳。在控制驱动力矩过程中，设计了上层控制器与下层控制器。在上层控制器中：根据纵向力的需求，设计了PID控制方法进行速度控制；制定了基于BP算法的PID控制器控制横摆角速度与质心侧偏角产生的横摆力矩；在下层控制器中：选择了二维模糊控制方法控制滑移率，求出相应所需输出力矩。最后还研究了联合制动力与驱动力的控制策略。得出各轮所需扭矩。　　本文对所建的控制系统进行了仿真研究。仿真工况在低附着压实雪路面，并给定车辆一阶跃输入转向角。然后仿真验证本文设计的转矩分配控制策略的正确性，最后仿真结果得出：利用本文设计的转矩分配控制策略，能够保持车辆稳定行驶。　　综上，从仿真结果来看，利用本文制定的转矩分配控制策略进行仿真，能够保证车辆在极限工况下行驶的安全稳定性，可以成为主动安全设计的理论参考，对独立驱动电动车的推广应用也具有重要的指导意义。
作者：	叶克宝
专业：	车辆工程
导师：	杨国平;张缓缓
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海工程技术大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文