电机式主动稳定杆控制算法研究
发布时间：2020-08-28 20:33
主动稳定杆作为抑制车身侧倾的主要工具之一,它能根据车辆的不同侧倾程度实时调整稳定杆两端输出的反侧倾力矩值。主动稳定杆系统可以根据作动器的不同分为电机式主动稳定杆和液压式主动稳定杆两类,电机式主动稳定杆相对液压式主动稳定杆而言,具有响应速度快,集成度高,能效高等优点,较适用于车型较小的车辆上。随着电动车的迅速发展,为了推进主动稳定杆在电动车上的应用,本文选取电机式主动稳定杆作为研究对象。目前,国内外对电机式主动稳定杆系统的控制研究大部分局限于车辆发生较大侧倾的情况,车辆实际行驶过程中,路面及车身等情况都在不断的变化,加上稳定杆本身的性能限制,为了同时满足乘坐舒适性及侧倾稳定性,稳定杆难以达到每个范围内的理想工作状态。本文针对某国产轻型商用车,重点研究电机式主动稳定杆控制系统的优化设计。首先,基于MATLAB/Simulink软件建立了 14自由度车辆动力学模型及电机作动器模型。为了兼顾乘坐舒适性及侧倾稳定性,根据车辆不同的行驶工况,对侧向加速度及侧倾角进行定量分析,设计了三种工作模式,即主动稳定杆正常工作,电机短接制动以及电机自由转动。当主动稳定杆系统正常工作时,通过仿真分析了外界干扰和参数摄动对车辆的侧倾稳定性有较大的影响,为了提升系统鲁棒性,采用滑模控制算法设计了上层控制器,并将扰动量考虑到控制算法中。下层电机控制采用三环闭环控制,外环为位置环,采用PID控制,中间环为转速环,采用PID控制,内环为电流环,由于永磁直流无刷电机存在转矩脉动大的问题,为了减小系统的能耗,采用最优控制算法设计了电机控制的电流环。在Matlab/simulink中将控制器模型加到原整车及稳定杆模型上,在设定的行驶工况、路面状况等条件下对整车及电机式主动稳定杆系统进行仿真分析。最后,在典型转向工况下对电机式主动稳定杆控制系统进行硬件在环仿真实验研究。仿真及实验结果表明,本文提出的电机式主动稳定杆多模式控制策略能兼顾车辆在不同行驶工况下的侧倾稳定性及乘坐舒适性。此外,当车辆发生侧倾时,本文提出的控制器能有效减小车身侧倾角,提升侧倾稳定性,对于外界干扰和参数扰动有较好的鲁棒性,同时,电机输出特性满足要求,系统的能耗得到降低。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：
、Ｂ自带的最重要的组件之一。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ能够描述线性离散系统或者混合系统进行建模和仿真，它以模块用户可以通过ＧＵＩ调配每个模块的参数，仿真的结来［６２］。为了验证本文设计的电机式主动稳定杆控ｌｉｎｋ中建立了车辆及电机式主动稳定杆系统的动力证奠定了基础。逡逑稳定杆系统工作原理及关键技术逡逑稳定杆系统组成及工作原理逡逑杆由稳定杆主体与驱动器单元两个部分组成。将稳安装电机作动器，左右半杆通过衬套安装在车架杆结构原理如图２．１所示。通过电控单元发出控制作，从而迫使稳定杆主动产生变形，提供一个可连身侧倾。逡逑
的扭矩经过减速机构减速增扭后，传递到左、右稳定杆上，引起左、右稳定杆的相对扭逡逑转，产生附加的反侧倾力矩，通过衬套传递给车身，从而控制车辆的侧倾。电机式主动逡逑稳定杆系统的组成原理图如图２．２所示。逡逑ｎ邋＿左稳定杆逡逑j_，减岕＾电机逡逑ｔｔ丨}0码器逡逑逦邋Ｉ邋%煎义铣邓俅衅麇危垮义希咦ǜ衅鞑凡返珏义喜嘞蚣铀俣却咤澹澹澹垮义贤迹玻驳缁街鞫榷ǜ讼低匙槌稍硗煎义鲜迪制涔δ艿幕驹硎堑蔽纾敬τ诓黄铰访嫔闲惺换蛘咦蛐惺皇保莩盗镜腻义献刺藕偶扑愠鲂枰啻蟮姆床嗲懔刂的芙瞪聿嗲憬强刂圃谀勘攴段冢约凹跣″义喜嗲憬撬俣龋嵘俗媸市浴Ｍ背盗镜淖刺藕磐ü衅魇凳钡姆蠢「刂破鳎义闲纬杀栈房刂葡低场ｅ义希玻保补丶际蹂义弦蟹⒊隹梢杂糜谑导食盗旧喜⑵鸬搅己玫闹鞫啦嗲阈Ч牡缁街鞫榷ǜ隋义舷低吵善罚璐佑布叭砑礁龇矫娴纳杓瞥龇ⅲ渲猩婕暗降墓丶际跤幸韵录傅悖哄义希ǎ保┛刂扑惴ǖ纳柚义希瑰义
本文编号：2808123
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：
、Ｂ自带的最重要的组件之一。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ能够描述线性离散系统或者混合系统进行建模和仿真，它以模块用户可以通过ＧＵＩ调配每个模块的参数，仿真的结来［６２］。为了验证本文设计的电机式主动稳定杆控ｌｉｎｋ中建立了车辆及电机式主动稳定杆系统的动力证奠定了基础。逡逑稳定杆系统工作原理及关键技术逡逑稳定杆系统组成及工作原理逡逑杆由稳定杆主体与驱动器单元两个部分组成。将稳安装电机作动器，左右半杆通过衬套安装在车架杆结构原理如图２．１所示。通过电控单元发出控制作，从而迫使稳定杆主动产生变形，提供一个可连身侧倾。逡逑
的扭矩经过减速机构减速增扭后，传递到左、右稳定杆上，引起左、右稳定杆的相对扭逡逑转，产生附加的反侧倾力矩，通过衬套传递给车身，从而控制车辆的侧倾。电机式主动逡逑稳定杆系统的组成原理图如图２．２所示。逡逑ｎ邋＿左稳定杆逡逑j_，减岕＾电机逡逑ｔｔ丨}0码器逡逑逦邋Ｉ邋%煎义铣邓俅衅麇危垮义希咦ǜ衅鞑凡返珏义喜嘞蚣铀俣却咤澹澹澹垮义贤迹玻驳缁街鞫榷ǜ讼低匙槌稍硗煎义鲜迪制涔δ艿幕驹硎堑蔽纾敬τ诓黄铰访嫔闲惺换蛘咦蛐惺皇保莩盗镜腻义献刺藕偶扑愠鲂枰啻蟮姆床嗲懔刂的芙瞪聿嗲憬强刂圃谀勘攴段冢约凹跣″义喜嗲憬撬俣龋嵘俗媸市浴Ｍ背盗镜淖刺藕磐ü衅魇凳钡姆蠢「刂破鳎义闲纬杀栈房刂葡低场ｅ义希玻保补丶际蹂义弦蟹⒊隹梢杂糜谑导食盗旧喜⑵鸬搅己玫闹鞫啦嗲阈Ч牡缁街鞫榷ǜ隋义舷低吵善罚璐佑布叭砑礁龇矫娴纳杓瞥龇ⅲ渲猩婕暗降墓丶际跤幸韵录傅悖哄义希ǎ保┛刂扑惴ǖ纳柚义希瑰义
本文编号：2808123
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