考虑侧偏刚度不确定性的电动车稳定性优化控制
发布时间：2021-03-03 07:41
在日常生活中,随着汽车的广泛使用,其对环境的污染效应和自身的稳定性性能一直是众多学者关注的焦点,以电动汽车作为研究对象的车辆稳定性优化控制的相关研究已经备受关注。其中将电机镶嵌在车轮中的四轮驱动轮毂电动汽车,省去了传动装置,可实行四个车轮的独立操纵,在提高车辆动力性能的同时有效提高了行车安全性能。因此根据以上分析,本文选择四轮驱动轮毂电动汽车作为控制对象。车辆在驾驶过程中,驾驶状态的改变会使车辆结构参数产生相应变化,其中,轮胎侧偏刚度是用来描述轮胎侧向力的关键参数,它会根据当前轮胎侧偏角、轮胎压力、垂向载荷及路面摩擦系数等一系列因素的变化而变化从而具有不确定性,若将轮胎侧偏刚度选为恒定值,则会与实际工程现象存在较大误差。轮胎与地面间的作用效果是影响车辆操纵性的关键因素,根据行车动力学可知,随着轮胎侧偏角的增大,轮胎侧向力在增大到一定程度后达到饱和不再变化,此时易导致交通事故。因此,本文针对在考虑侧偏刚度不确定性条件下的电动车稳定性优化控制开展了如下研究:首先对本文所选用的研究对象四轮驱动轮毂电动汽车的总体结构进行阐述,选用二自由度车辆模型作为参考模型,在考虑路面附着系数的同时,根据行车...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ESP控制效果
吉林大学硕士学位论文22式中，,1,2,3,4zjFj分别为左前轮、右前轮、左后轮及右后轮垂直载荷传递量。图3.1为商业软件Carsim中所提供的某一工况下不同垂直载荷条件时轮胎侧偏角与侧向力关系示意图。图3.1不同载荷下轮胎侧偏角与侧向力的关系示意图由图可知，轮胎间垂直载荷的传递会影响侧偏角与侧向力的映射关系，它是导致轮胎侧偏刚度变化的关键因素。轮胎侧偏角一定时，随着垂直载荷的增大，侧偏刚度也随之变化而增大，而过大的垂直载荷会引起轮胎地面间压力不均，反而使得侧偏刚度降低。如果侧偏刚度与垂直载荷变化量成正比，那么其载荷轴向的传递对总轮胎侧向力的影响将为零，即内侧车轮侧向力的减少量等于外侧车轮侧向力的增加量，总体侧向力保持不变。而实际中，侧偏角条件给定时，垂直载荷与侧向力呈非线性关系，而此时侧偏刚度会根据载荷转移量呈非线性变化，如图3.2所示。z,staticFzz,staticFFzz,staticFFy,staticFy,dynamicFy,dynamicFzFyF图3.2垂直载荷对侧向力的影响曲线轮胎地面接触作用时会产生纵向力及侧向力，纵向力的增大会使得侧向力有相应的减小，在纵向力达到路面附着极限时，侧向力会很小，这将使得车辆难以
第5章仿真验证及结果分析47第5章仿真验证及结果分析为验证前文所提出的控制策略，本章设计了仿真实验，测试轮胎侧偏刚度拟合策略，以及在考虑轮胎侧偏刚度不确定性的情况下，测试加入前、后轴轮胎侧偏角约束条件的模型预测车辆稳定性控制器的性能，下面具体分析本文所提出控制方法的实施效果。5.1仿真平台搭建本文利用美国Mathworks公司出品的商业数学软件Matlab/Simulink及专业高精度车辆动力学仿真软件Carsim分别在单移线工况与正弦延迟工况下进行试验。在Matlab/Simulink中搭建时变轮胎侧偏刚度拟合模型，以及车辆稳定性模型预测控制系统。Carsim作为专业车辆动力学仿真软件具有使用方便，运行速度快，配备多种工况及路况环境并提供了一系列软硬件的接口等优势，因此被广泛使用，成为车辆领域的标准软件，如图5.1所示。图5.1Carsim仿真主界面由Carsim输出横摆角速度，质心侧偏角，纵向加速度，侧向加速度及当前的路况条件等信息量，在实际工程中，这些参量可以通过传感器及特定滤波处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车轮毂电机技术的发展现状与发展趋势[J]. 孔垂毅,代颖,罗建. 电机与控制应用. 2019(02)
[2]2014-2016年北京市PM2.5污染时空分布特征[J]. 齐梦溪,赵文慧,孙爽,刘轶轩,郭逍宇,赵文吉. 生态环境学报. 2019(01)
[3]中国雾霾污染的空间计量分析[J]. 林楚海. 统计与决策. 2018(16)
[4]Yaw stability control for a rear double-driven electric vehicle using LPV-H∞ methods[J]. Yonathan WEISS,Liron I.ALLERHAND,Shai AROGETI. Science China（Information Sciences）. 2018(07)
[5]我国汽车电子稳定控制系统（ESP）发展现状浅析[J]. 陆静兵. 汽车零部件. 2018(05)
[6]改进移动最小二乘法及其在结构可靠性分析中的应用[J]. 韦益夫,KAWAMURA Yasumi,王德禹. 上海交通大学学报. 2018(04)
[7]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[8]乘用车稳定性自抗扰控制策略[J]. 刘刚,靳立强,王熠. 浙江大学学报(工学版). 2016(12)
[9]考虑参数不确定性的汽车前轮主动转向输出反馈鲁棒控制[J]. 王金湘,代蒙蒙,陈南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]轮胎性能对车辆操纵稳定性影响的仿真研究[J]. 陈焕明,郭孔辉. 汽车工程. 2015(05)
博士论文
[1]四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究[D]. 陈国迎.吉林大学 2012
硕士论文
[1]数据拟合中若干问题的研究[D]. 曹琦.浙江大学 2018
[2]考虑输入受约束的车辆稳定性控制研究[D]. 曲卓.吉林大学 2018
[3]基于车路协同的弯道车速预警系统研究[D]. 张洪加.山东理工大学 2017
[4]四轮轮毂驱动电动汽车滑移率控制系统研究[D]. 袁磊.吉林大学 2016
[5]移动最小二乘法的快速算法及其应用[D]. 郭春贤.重庆大学 2016
[6]汽车急转向防侧滑控制研究与仿真[D]. 宋丹丹.长沙理工大学 2007
本文编号：3060890
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ESP控制效果
吉林大学硕士学位论文22式中，,1,2,3,4zjFj分别为左前轮、右前轮、左后轮及右后轮垂直载荷传递量。图3.1为商业软件Carsim中所提供的某一工况下不同垂直载荷条件时轮胎侧偏角与侧向力关系示意图。图3.1不同载荷下轮胎侧偏角与侧向力的关系示意图由图可知，轮胎间垂直载荷的传递会影响侧偏角与侧向力的映射关系，它是导致轮胎侧偏刚度变化的关键因素。轮胎侧偏角一定时，随着垂直载荷的增大，侧偏刚度也随之变化而增大，而过大的垂直载荷会引起轮胎地面间压力不均，反而使得侧偏刚度降低。如果侧偏刚度与垂直载荷变化量成正比，那么其载荷轴向的传递对总轮胎侧向力的影响将为零，即内侧车轮侧向力的减少量等于外侧车轮侧向力的增加量，总体侧向力保持不变。而实际中，侧偏角条件给定时，垂直载荷与侧向力呈非线性关系，而此时侧偏刚度会根据载荷转移量呈非线性变化，如图3.2所示。z,staticFzz,staticFFzz,staticFFy,staticFy,dynamicFy,dynamicFzFyF图3.2垂直载荷对侧向力的影响曲线轮胎地面接触作用时会产生纵向力及侧向力，纵向力的增大会使得侧向力有相应的减小，在纵向力达到路面附着极限时，侧向力会很小，这将使得车辆难以
第5章仿真验证及结果分析47第5章仿真验证及结果分析为验证前文所提出的控制策略，本章设计了仿真实验，测试轮胎侧偏刚度拟合策略，以及在考虑轮胎侧偏刚度不确定性的情况下，测试加入前、后轴轮胎侧偏角约束条件的模型预测车辆稳定性控制器的性能，下面具体分析本文所提出控制方法的实施效果。5.1仿真平台搭建本文利用美国Mathworks公司出品的商业数学软件Matlab/Simulink及专业高精度车辆动力学仿真软件Carsim分别在单移线工况与正弦延迟工况下进行试验。在Matlab/Simulink中搭建时变轮胎侧偏刚度拟合模型，以及车辆稳定性模型预测控制系统。Carsim作为专业车辆动力学仿真软件具有使用方便，运行速度快，配备多种工况及路况环境并提供了一系列软硬件的接口等优势，因此被广泛使用，成为车辆领域的标准软件，如图5.1所示。图5.1Carsim仿真主界面由Carsim输出横摆角速度，质心侧偏角，纵向加速度，侧向加速度及当前的路况条件等信息量，在实际工程中，这些参量可以通过传感器及特定滤波处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车轮毂电机技术的发展现状与发展趋势[J]. 孔垂毅,代颖,罗建. 电机与控制应用. 2019(02)
[2]2014-2016年北京市PM2.5污染时空分布特征[J]. 齐梦溪,赵文慧,孙爽,刘轶轩,郭逍宇,赵文吉. 生态环境学报. 2019(01)
[3]中国雾霾污染的空间计量分析[J]. 林楚海. 统计与决策. 2018(16)
[4]Yaw stability control for a rear double-driven electric vehicle using LPV-H∞ methods[J]. Yonathan WEISS,Liron I.ALLERHAND,Shai AROGETI. Science China（Information Sciences）. 2018(07)
[5]我国汽车电子稳定控制系统（ESP）发展现状浅析[J]. 陆静兵. 汽车零部件. 2018(05)
[6]改进移动最小二乘法及其在结构可靠性分析中的应用[J]. 韦益夫,KAWAMURA Yasumi,王德禹. 上海交通大学学报. 2018(04)
[7]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[8]乘用车稳定性自抗扰控制策略[J]. 刘刚,靳立强,王熠. 浙江大学学报(工学版). 2016(12)
[9]考虑参数不确定性的汽车前轮主动转向输出反馈鲁棒控制[J]. 王金湘,代蒙蒙,陈南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]轮胎性能对车辆操纵稳定性影响的仿真研究[J]. 陈焕明,郭孔辉. 汽车工程. 2015(05)
博士论文
[1]四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究[D]. 陈国迎.吉林大学 2012
硕士论文
[1]数据拟合中若干问题的研究[D]. 曹琦.浙江大学 2018
[2]考虑输入受约束的车辆稳定性控制研究[D]. 曲卓.吉林大学 2018
[3]基于车路协同的弯道车速预警系统研究[D]. 张洪加.山东理工大学 2017
[4]四轮轮毂驱动电动汽车滑移率控制系统研究[D]. 袁磊.吉林大学 2016
[5]移动最小二乘法的快速算法及其应用[D]. 郭春贤.重庆大学 2016
[6]汽车急转向防侧滑控制研究与仿真[D]. 宋丹丹.长沙理工大学 2007
本文编号：3060890
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