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基于附着系数的电动汽车ASR自适应模糊控制研究
| 论文题名： | 基于附着系数的电动汽车ASR自适应模糊控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;附着系数;防抱死系统;自适应模糊控制 |
| 摘要： | 汽车驱动防滑控制系统(ASR)是一种在汽车驱动起步或加速时能够自动控制驱动车轮的驱动力矩，使驱动轮不致过度滑转，以提高汽车的驱动性能和行驶稳定安全性能的汽车电子控制系统。汽车驱动防滑控制系统(ASR)是一种主动安全控制系统，是防抱死系统(ABS)在汽车上应用的一个延伸。ASR通过控制汽车驱动轮滑转率，防止汽车在起步、加速、爬坡时驱动轮过度滑转，保证其充分利用地面提供的纵向附着力和侧向附着力，使汽车获得最大牵引力和最佳操纵稳定性，提高整车稳定性能。因此，汽车驱动防滑控制系统(ASR)对解决整车稳定与安全性具有重要的意义。 本文主要研究汽车驱动防滑控制系统。我们选用轮毂电机布置方案，通过调节电机的电压来控制电机输出转矩，使车轮的滑移率保持在理想值附近（滑移率10％～20％时，路面能提供给车轮最大的纵向附着系数以及比较理想的侧向附着系数）。主要研究内容包含以下几部分: (1)建立基于附着系数ASR系统模型 首先，我们选定电动汽车轮毂电机布置方案的电动汽车的结构，并确定相关参数。然后，根据相关公式在Matlab/Simulink软件中建立了整车电动汽车动力学模块、电机模块、轮胎模块、滑移率计算模块。 (2)基于分类附着系数的PD控制、模糊控制的研究 首先，设计了一个PD控制器，根据经验设计了两输入单输出的PD型模糊控制器，并通过仿真对在不同路面条件下PD控制的自适应能力进行了分析。然后，设计了模糊控制器，同样通过仿真考察了模糊控制器在不同路面条件下的自适应能力。通过对比发现:PD控制具有过渡平滑，没有稳态误差，自适应能力更好，更适合在低附着系数路面上工作的特点。而模糊控制具有过渡时间更短，更适合在高附着系数路面上工作的特点。 (3)基于分类附着系数的PD+模糊补偿控制的研究 因为PD控制与模糊控制各有优势，设想将两者结合起来，做成补偿控制的形式。通过仿真发现补偿控制无论在过渡时间，稳态误差，还是自适应能力和鲁棒性方面都有不错的表现。弥补了各自的缺陷，表明补偿控制的思路是可行的。 (4)基于附着系数的自适应模糊补偿控制 基于电动汽车驱动轮摩擦机理模型的补偿控制在实际中很难实现，因为摩擦力的机理模型很难精确建立。针对此情况，本文提出了用自适应模糊系统对摩擦进行补偿建模与PD控制方法相结合的一体化方案以提高控制精度，并采用Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差的一致有界性，通过仿真和实验验证了该方法的有效性和实用性。 |
| 作者： | 张强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王永富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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