基于模型预测的分布式驱动电动汽车稳定性控制

发布时间：2020-09-12 19:41

　　近年来,为了减缓能源和环境问题,世界各国均大力促进电动汽车的的发展,其中不论是电动汽车的整车结构还是其整车控制,分布式驱动电动汽车具有明显的优越性,但分布式驱动方式增加了电动汽车动力学耦合的复杂程度和控制的自由度,这些影响了电动汽车转向行驶的安全性。模型预测控制对模型精度要求低、在线计算方便、控制效果较好,因此本文提出了模型预测的算法来对分布式驱动电动汽车稳定性进行控制。本文的主要研究了状态空间模型预测控制算法和多模型预测控制算法在分布式驱动电动汽车转向稳定性的控制应用,并通过仿真结果来证明该控制策略的优势。主要包括一下几个方面:1、本文简要对分布式驱动电动汽车的构造机构和运行工作特点进行了分析,接着对正常工况下的分布式驱动电动汽车进行动力学建模分析,分别建立二自由度和八自由度整车动力学模型,及其车轮动力学模型和轮胎动力学模型,根据模型建立相应的动力学方程,进而分析整车转向运动的稳定性判定条件。2、根据模型预测控制对整车侧向稳定运行进行分析,采用经典二自由度模型作为MPC的参考模型,构建模型预测控制系统来控制整车的车轮转矩,仿真验证输出的质心侧偏角和横摆角速度的跟踪状况,及滑移率的变化轨迹,最后和极值搜索控制算法比较,判定模型预测算法对整车的侧向稳定性控制更有优越性。3、根据多模型预测控制理论,建立电动汽车低速大转角、低速小转角、高速大转角和高速小转角四种工况的模型子集。以模型预测为基础针对每个模型子集中的每一个电动汽车模型构建广义预测控制器,引入贝叶斯递归方法进行每个控制器子集的权重分析,最后构建多模型预测控制系统对多工况下整车的转向稳定性进行控制分析。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

汽车稳定性,电动汽车,对分

近些年我国每年都有将近６万多人是因为于交通事故死亡，位居世界第二。２０１７逡逑年底，两部委发布的消息中显示全年因交通事故造成的死亡人数约为６．３万人。逡逑图１．１位２０１６年各国每１０万人中的交通事故死亡人数统计，德国保险业协会及逡逑汽车安全学会调查显示其中造成交通事故原因中有近２０％是由于整车运行不稳定逡逑引起的，因此针对纯电动车在节能减排，减少环境污染的基础研宄和使用外，对逡逑电动车在运行过程中的稳定性控制也成为了研宄的重点内容［７］。逡逑各国（地区）每１０万人中交通事故死亡人数逡逑２５逦２１．７逡逑圆邋１９．６逡逑２0逦１５．１逦Ｉ’邋同逡逑｜｜＾邋ｎ－８５逡逑？逦Ｉ邋Ｉ邋ｉｌｌ邋１逡逑＾邋＾逦Ｉ邋，夕邋＃逡逑图１．１邋２０１６年各国交通事故死亡人数逡逑现在，国内外对电动汽车的汽车稳定性进行多方面研宄，其中对分布式驱动逡逑电动汽车的稳定性控制策略及控制软件的开发更为深入，主要分为纵向稳定性和逡逑横向稳定性，研究过程主要是针对车辆在行驶中各关键参数的变化，通过设计各逡逑种不同的控制方式，来实现对电动汽车在行驶过程稳定性与安全性的控制。逡逑国外的很多大学通过不同的方法都对电动汽车的稳定性进行了相应的研究，逡逑特别是美国、日本、荷兰等一些发达国家

汽车驱动,构造图,内部结构,车轮

二自由度,电动汽车,动力学模型,工程硕士学位

工程硕士学位论文架和轮胎始终与地面保持垂直；逡逑行时轮胎运行侧偏特性始终在正常范围；逡逑电动汽车车身整体看成是刚体。逡逑以上假设建立如下分布式驱动电动汽车整车动力学模型，其中个刚体，然后对其进行受力分析，进而分别建立二自由度模和１］：逡逑

【参考文献】