电动汽车底盘多目标集成控制研究

发布时间：2017-10-30 18:41

  本文关键词：电动汽车底盘多目标集成控制研究

  更多相关文章： 车辆工程 电动汽车 底盘集成控制 多目标 控制分配

【摘要】：在“安全、节能、环保”的趋势下,由电动汽车带来的汽车电气化进程在不断加快。以电子控制为核心,以电驱动、电传动、电制动和电转向等为执行机构的新一代汽车底盘系统已成为未来汽车工业发展的潮流与前沿。新一代电动汽车底盘系统的出现和发展为底盘控制系统的智能集成提供了良好的机遇,同时,也带来了更多的挑战,系统的冗余程度更高,耦合更严重,控制目标更加复杂多样,实现电动汽车底盘系统多目标集成控制变得迫在眉睫。本文结合国家自然科学基金项目和“863”项目,提出了面向四轮独立控制电动汽车的底盘多目标集成控制策略。设计了电动汽车底盘集成控制架构,开发了前馈与反馈相结合的集成控制算法,提出了动态多目标控制分配策略,并利用自主设计的MATLAB/Simulink与Car Sim联合仿真平台和基于双d SPACE的快速控制原型试验平台分别进行了离线仿真和硬件在环试验,对控制策略进行了测试和分析。(1)构建了电动汽车底盘集成控制架构,包括电子电气架构与底盘动力学集成控制架构。电动汽车电子电气架构设计确定了系统硬件布置方案,系统通讯电气架构等;底盘动力学集成控制架构采用结构分层与功能分类的思想,将控制系统分为感知层、命令层、控制分配层和执行层。(2)设计了电动汽车底盘多目标集成控制策略。感知层基于参考模型识别驾驶员意图;命令层结合PI反馈控制与基于车辆逆模型的前馈控制,计算期望车体广义力;控制分配层采用优化控制分配的方法,实现了轮胎力的多目标控制分配;执行层将轮胎力转换为具体的底盘执行机构动作。(3)基于MATLAB/Simulink与Car Sim软件,搭建了联合仿真平台,进行了典型工况仿真测试。在离线环境下,验证了控制系统对被控车辆动力性,经济性,操纵稳定性的综合控制效果。(4)搭建了双d SPACE快速控制原型试验平台,把被控车辆模型与控制算法分别下载到两个d SPACE原型控制器中,使用CAN总线进行通讯,选取典型工况,进行快速控制原型测试,验证了控制策略的实时控制效果。结果表明:本文设计的电动汽车底盘多目标集成控制系统实时响应良好,显著的提高了车辆的综合性能。
【关键词】：车辆工程 电动汽车 底盘集成控制 多目标 控制分配
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 电动汽车底盘集成控制的研究背景和意义9-11
• 1.1.1 电动汽车底盘集成控制的研究背景9-10
• 1.1.2 电动汽车底盘集成控制的研究意义10-11
• 1.2 汽车底盘集成控制发展概述11-21
• 1.3 本文主要研究内容21-23
• 第2章 电动汽车底盘集成控制架构研究23-39
• 2.1 电动汽车控制系统电子电气架构研究23-31
• 2.1.1 汽车控制系统电子电气架构分析23-26
• 2.1.2 电动汽车控制系统电子电气架构设计26-31
• 2.2 电动汽车底盘集成控制架构研究31-37
• 2.2.1 汽车底盘集成控制架构分析31-34
• 2.2.2 电动汽车底盘集成控制架构设计34-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第3章 电动汽车底盘多目标集成控制策略研究39-63
• 3.1 感知层设计39-45
• 3.1.1 参考模型的建立39-42
• 3.1.2 参考模型的参数标定42-45
• 3.2 命令层设计45-47
• 3.3 控制分配层设计47-60
• 3.3.1 基于动力学的多目标集成控制分配策略48-52
• 3.3.2 考虑能量的多目标集成控制分配策略52-60
• 3.4 执行层设计60
• 3.5 本章小结60-63
• 第4章 电动汽车底盘多目标集成控制策略离线仿真分析63-77
• 4.1 离线仿真平台构建63-65
• 4.2 典型工况离线仿真测试分析65-75
• 4.2.1 正弦延迟工况离线仿真测试分析65-69
• 4.2.2 双移线工况离线仿真测试分析69-71
• 4.2.3 低附着路面紧急制动工况离线仿真测试分析71-73
• 4.2.4 NEDC循环工况离线仿真测试分析73-75
• 4.3 文章小结75-77
• 第5章 基于双dSPACE的快速控制原型试验77-89
• 5.1 双dSPACE快速控制原型试验台构建77-81
• 5.2 典型工况快速控制原型测试分析81-87
• 5.2.1 正弦延迟工况快速控制原型测试分析82-84
• 5.2.2 双移线工况快速控制原型测试分析84-85
• 5.2.3 低附着路面紧急制动工况快速控制原型测试分析85-86
• 5.2.4 NEDC循环工况快速控制原型测试分析86-87
• 5.3 本章小结87-89
• 第6章 全文总结与展望89-91
• 6.1 全文总结89-90
• 6.2 研究展望90-91
• 参考文献91-99
• 作者简介及在校期间所取得的科研成果99-101
• 致谢101

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本文编号：1118866