车辆主动转向和独立驱动系统集成控制研究

发布时间：2017-11-09 01:29

  本文关键词：车辆主动转向和独立驱动系统集成控制研究

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【摘要】：主动安全一直是汽车行业的热点,随着电控系统的增加,以及主动控制研究的突破性进展,多个子控制系统在同一辆车上出现时,会使整车性能出现耦合叠加的问题。为了使得多个动力学系统能够独立的发展各自的控制优势,通过底盘集成控制不仅可以使得动力学之间的矛盾消除,而且还可以优化整车行驶性能,从而提高各项性能的指标。由于主动转向和独立驱动两个系统都是未来发展的趋势,此两个系统的集成控制的研究对工程应用具有重要的意义。本文从车辆动力学理论的角度出发,针对车辆主动转向系统与独立驱动系统存在的矛盾与冲突,在保持两个子系统功能前提下,以提高整车性能的目的来进行集成控制研究。(1)整车建模;针对某紧凑型车辆,通过CarSim软件建模,并对实车进行试验,使用所建立的模型与实车在相同的工况下,进行有效性验证;进行表明所建立仿真模型能够表达整车的实际运行工况;为了获得相平面,建立8自由度整车模型,研究表明有效的与CarSim的整车模型对应起来。(2)车辆状参数估计;采用基于侧向加速度的算法获得路面的附着系数,采用积分的方法获得质心侧偏角的估计值,运用质心侧偏角相平面研究。采用非线性理论获得质心侧偏角-质心侧偏角速度β-(?)相平面,并对相平面进行稳定区域划分,拟合摩擦系数、车速影响因素研究获得稳定边界拟合方程。(3)集成控制;以质心侧偏角相平面来设计集成控制的上层控制器,包含三个区域,分别是主动转向控制区、混合控制区和独立驱动控制区;当相点在主动转向控制区域内时,进行以横摆角速度跟踪的主动转向控制;当在混合区域内时,主动转向和独立驱动以一定的比例起作用;当在稳定区域外时,只有独立驱动起作用。集成控制下层控制器包括主动转向控制层和独立驱动控制层,都是通过相平面的稳定区域,来进行协调式集成控制;对于下层控制器,主动转向采用滑模控制算法进行设计,独立驱动通过二次规划将驱动力分配到各个轮胎上。(4)通过在驾驶员开环控制,以及基于驾驶模拟器驾驶员在环控制,进行集成控制算法的验证,基于该平台对控制策略算法进行了设计及测试,对集成控制算法和控制策略进行了验证。通过联合仿真平台的仿真结果表明,所设计的控制器能够集成两种子控制器的优势,解决了矛盾问题,最大化的利用两种系统的优势提高整车的性能。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463

【参考文献】

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本文编号：1159752