分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制策略研究

发布时间：2020-06-21 22:21

【摘要】：在汽车产业快速发展的大环境下,与之相关的能源和环境问题越来越引起人们的重视。与传统汽车相比,电动汽车在解决能源匮乏问题的优势是非常显著的,同时良好的经济性更是传统车所不能比的,因此针对电动汽车的研究已经成为国内外关注的焦点。分布式驱动具有各驱动轮转矩独立可控的优点,给动力学控制研究提供了诸多便利。大部分交通事故是由于车辆失稳而造成,并且车辆安全问题向来是社会各界比较重视的。故本文围绕分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制策略作以研究,主要的内容如下:首先,在车辆动力学的基础上,针对直接横摆力矩控制策略,忽略悬架系统及车身的俯仰运动及垂向运动等因素,建立八自由度车辆动力学模型、UniTire轮胎模型、电机模型等,并基于MATLAB/Simulink平台搭建相应的整车模型并进行仿真验证。其次,分析车辆横摆角速度、质心侧偏角分别对车辆操纵稳定性的影响以及引起汽车失稳的几方面因素;对质心侧偏角的估计方法进行阐述;建立理想的线性二自由度车辆模型,基于该模型选用扩展卡尔曼滤波方法对车辆质心侧偏角进行估计,并在两种工况下对估算的结果进行仿真验证。最后,采用直接横摆力矩控制策略对车辆的操纵稳定性进行控制,分析直接横摆力矩控制的原理;在线性二自由度模型下,对理想的质心侧偏角和理想的横摆角速度分别进行估算;分别设计基于模糊控制和基于“前馈+反馈”控制的附加横摆力矩控制器;并基于八自由度整车仿真模型,在方向盘转角阶跃输入工况和双移线工况下,对两种直接横摆力矩控制策略进行仿真并对比分析,以验证控制策略的准确性和可行性。本文的研究工作对于分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制策略的研究具有一定的理论参考意义。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72
【图文】：

（a） （b）图 1.2 雾霾与晴朗天气对比图在这样严峻的情况下，不能过分依赖石化能源、对环境造成污染低的电动车成为行业发展的重要指向。近些年以来，世界各国、学术机构以及各个领域均将目光着眼于未来新能源汽车的未来市场，因其是解决环境和能源问题最有希望和最有效的有力措施，把电动汽车产业的发展作为科研与政策指引的重要方向，在汽车行业内部也同时掀起了一波电动汽车的热浪。能源匮乏的问题与环境严重污染的问题是目前中国乃至国际上全球各国都需要面对的两座大山，在石化能源极度匮乏和环境污染严重的背景下，电动汽车受到政府大力扶持。尤其中国，国家在大力扶持的同时，也提供购买、停车等各种优惠，电动汽车市场发展迅速。许多汽车公司也纷纷将重心转移至电动汽车，越多的参与者快速地推动市场的发展。我国 2011~2017 年电动汽车销量和产量[4]如下图 1.3 所示：120产量

（a） （b）图 1.4 车辆交通事故传统的内燃机的驱动体系的劣势就在于发动机过度消耗石化能源，严重污染环境、体型笨重、噪声巨大，采用传统的机械传动方式，结构复杂，能源损耗率高而传动效率极低，并且使车内的有效使用空间大大减少了。与传统车辆比拟，新能源电动汽车在能量源与驱动体系布局都产生了很大转变。由于电动车对于驱动体系在布置上的差异，可以将其分为两类：集中式和分布式。前一种电动汽车中虽然内燃机被电机取代，但是变速器、减速器等传动装置依然存在，与传统车驱动结构布局类似，而后一种分布式驱动电动汽车（In-wheel motor Electric Vehicle, IEV）是一种全新形式的汽车，它通过置于轮辋内的电机给整车提供动力，从而来驱动车辆[7]。本文基于直接横摆力矩控制策略备受存眷的情况下，选择分布式驱动电动汽车作为本文研究对象。在分析其控制对象转变可能会引起车辆性能所产生的影响之后，对其直

【参考文献】

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本文编号：2724726