分布式驱动电动汽车横向稳定性集成控制研究

发布时间：2020-06-11 22:44

【摘要】：分布式驱动电动汽车具有四轮驱动/制动转矩单独可控的独特优势。本文对分布式驱动电动汽车的横向稳定性控制进行相关研究。首先,利用MATLAB/Simulink软件对分布式驱动电动汽车进行动力学建模,同时搭建线性二自由度参考模型。然后,采用灰色预测模型对数据进行预处理。根据车辆的稳定程度对控制域进行划分,分为非域、可拓域和经典域,在不同的控制域内采用不同控制方法。基于可拓控制理论,设计可拓联合控制器,协调横摆角速度和质心侧偏角控制器的权重。采用伪逆优化算法对总的驱动力矩和附加横摆力矩进行优化分配。通过不同路面附着系数下的双移线工况实验对控制策略的有效性进行验证。针对常规的基于直接横摆力矩的横向稳定性控制,四轮驱动/制动转矩变化较大,驱动能耗较高。将轮毂电机的驱动效率考虑进去,对常规的横向稳定性控制进行了改进,提出了最小能耗与稳定性的可拓联合控制策略。上层和中层控制器保持不变,主要对下层控制器进行改进。将下层控制器分为三种控制模式:稳定性控制模式、最小能耗控制模式以及可拓联合控制模式,根据车辆的稳定性程度在不同的控制域内采用不同的控制模式。仿真结果表明,整车控制策略能有效保障汽车行驶时的横向稳定性,同时可以降低整车的能耗,提高续航里程。将主动前轮转向控制考虑进去,提出了基于相平面法的主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩(DYC)的可拓联合控制策略。采用非线性二自由度模型绘制β-β相平面并确定了稳定域边界,并拟合出随车速、路面附着系数和前轮转角变化的稳定域边界函数。根据相平面法拟合出稳定域边界函数对控制域进行划分,使其与车辆的稳定程度相对应,采用关联函数计算AFS和DYC两控制器的权重。最后通过仿真验证了该策略不仅能够提高整车稳定性而且不会干涉驾驶员操作。最后,设计改进并搭建轮毂电机实验台,建立了基于实验数据的电机模型和电机效率map图。基于轮毂电机实验台,联合CarSim与LabVIEW进行硬件在环仿真实验,对整车控制策略进行验证。设计并改装了后轮轮毂电机驱动的实验样车平台,并进行实车实验,为下一步驱动能耗控制实验奠定了基础。
【图文】：

轮毂电机

都有自己特定的功能，他们之间相互，将会削弱各系统原有的功能。例如车横向稳定性控制，但是二者之间耦强耦合关系。整车集成控制就是通对其进行多目标优化，使总的性能达矩和主动前轮转向的集成控制已经。近年来，人们对于汽车的需求量急压力。为了解决能源危机与环境问题新能源汽车便是其中举措之一[1]。在被认为是解决能源危机与环境污染的驱动形式又分为集中式驱动形式与驱动和轮毂电机驱动两种形式，直接节省汽车内部空间，，简化汽车结构，使车企业与高校的广泛关注。

坐标系,汽车动力学,实验成本,大地坐标系

章分布式驱动电动汽制研究时，时常伴随着各种各样且实车实验成本大，周期长，危在环仿真相结合的方法对控制策建立分布式驱动电动汽车动力学 CarSim 和 Simulink 两种环境下系定义模型时涉及到大地坐标系、车对三个坐标系进行定义[32]，如z
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】