基于磁流变减振器逆模型的轮毂电机式电动汽车悬架控制研究
发布时间：2021-05-12 07:09
随着环保和节能的观念不断加强,越来越多的消费者开始选择电动汽车作为主要交通工具。由于国家政策的扶持,汽车企业对电动汽车研发的投入逐年增长。轮毂电机式电动汽车作为电动汽车的一个发展方向,因其独特的驱动方式,与传统驱动汽车相比具有操控性强、集成度高以及占用空间少等优点。然而,由于轮毂电机的引入,导致轮毂电机式电动汽车存在非簧载质量增加和轮毂电机激励的负效应问题。因此,采用合适的措施对轮毂电机式电动汽车平顺性进行改善,具有理论研究价值和实际应用意义。目前,针对轮毂电机式电动汽车平顺性主要存在轮毂电机轻量化、传统悬架优化、动力吸振器应用和智能悬架开发四种改善措施。前三种改善措施效果一般或应用具有局限性,本文选择引入半主动悬架研究轮毂电机式电动汽车平顺性改善问题。针对轮毂电机式电动汽车悬架控制研究,已经开展了诸多相关研究工作。但是,已有研究大多基于1/4车辆模型,平面模型和空间模型较少,对采用的路面激励时域模型的合理性缺乏探讨,采用的控制策略较少考虑到轮毂电机激励的影响,与实际控制执行机构结合也少。针对轮毂电机式电动汽车平顺性及其悬架控制研究面临的问题,依托中国汽车产业创新发展联合基金重点研究项...
【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】：121 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 轮毂电机式电动汽车平顺性研究概述
1.1.1 研究重要性
1.1.2 研究现状
1.1.3 研究重点
1.2 轮毂电机式电动汽车平顺性改善措施分析
1.2.1 改善主要措施
1.2.2 轮毂电机轻量化分析
1.2.3 传统悬架优化分析
1.2.4 动力吸振器应用分析
1.2.5 智能悬架开发分析
1.2.6 主要改善措施综合分析
1.3 轮毂电机式电动汽车悬架控制研究现状
1.3.1 存在的不足
1.3.2 面临的主要问题
1.3.3 智能悬架应用研究现状
1.3.4 悬架控制执行机构实现研究现状
1.4 本文研究的主要内容和意义
1.4.1 本文研究主要内容
1.4.2 本文研究意义
第2章 基于Padé逼近的前后轮路面激励时域模型及其应用分析
2.1 Padé逼近的基本原理
2.1.1 Padé逼近的基本思想
2.1.2 Padé逼近的显式表示
2.2 指数函数的Padé逼近及其应用
2.2.1 指数函数的Padé逼近
2.2.2 指数函数Padé逼近的应用
2.3 前后轮路面激励时域模型及其仿真
2.3.1 前轮路面激励时域模型的描述
2.3.2 前后轮路面激励时域模型的描述
2.3.3 前后轮路面激励的时域仿真
2.3.4 前后轮路面激励的频域仿真
2.4 汽车四自由度平面模型及其仿真方法
2.4.1 汽车四自由度平面模型
2.4.2 汽车四自由度平面模型的时域仿真方法
2.4.3 汽车四自由度平面模型的频域仿真方法
2.5 不同阶次Padé逼近下汽车平顺性仿真效果比较
2.5.1 比较的基准和方案
2.5.2 比较指标
2.5.3 车身垂向加速度均方根值的比较
2.5.4 车身俯仰角加速度均方根值的比较
2.5.5 前悬架动行程均方根值的比较
2.5.6 后悬架动行程均方根值的比较
2.5.7 前轮胎动载荷均方根值的比较
2.5.8 后轮胎动载荷均方根值的比较
2.5.9 比较结果分析
2.6 本章小结
第3章 磁流变减振器动力学正模型及其控制逆模型
3.1 磁流变减振器动力学正模型
3.1.1 Bouc-Wen现象模型的数学描述
3.1.2 Bouc-Wen现象模型的仿真模型
3.1.3 Bouc-Wen现象模型特性的仿真分析
3.2 NARX神经网络概述
3.2.1 NARX神经网络基本原理
3.2.2 NARX神经网络的MATLAB实现
3.3 磁流变减振器控制逆模型
3.3.1 训练样本的确定
3.3.2 控制逆模型的神经网络结构设计
3.3.3 控制逆模型训练和测试评价
3.4 本章小结
第4章 轮毂电机式电动汽车天棚-地棚混合控制策略的自适应优化
4.1 轮毂电机激励模型的建立
4.1.1 轮毂电机激励模型
4.1.2 轮毂电机激励仿真模型及应用
4.2 轮毂电机式被动悬架电动汽车平顺性仿真分析
4.2.1 轮毂电机式电动汽车模型
4.2.2 状态空间方程
4.2.3 轮毂电机式被动悬架电动汽车仿真模型
4.2.4 汽车平顺性仿真分析
4.3 电机激励对轮毂电机式电动汽车三种控制策略的影响
4.3.1 三种控制策略概述
4.3.2 三种控制策略仿真模型的建立
4.3.3 电机激励对天棚控制策略的影响
4.3.4 电机激励对地棚控制策略的影响
4.3.5 电机激励对天棚-地棚混合控制策略效果的影响分析
4.3.6 电机激励对四种悬架形式影响的对比分析
4.4 JADE算法和FxLMS算法
4.4.1 差分进化算法及其改进
4.4.2 JADE算法
4.4.3 自适应LMS算法
4.4.4 FxLMS算法
4.5 基于JADE算法的天棚-地棚混合控制策略自适应优化
4.5.1 控制参数优化思路
4.5.2 自适应优化方案设计
4.5.3 两种阻尼系数的优化
4.5.4 前后阻尼力分配系数的优化
4.5.5 自适应优化的效果
4.6 基于FxLMS算法的天棚-地棚混合控制策略自适应优化
4.6.1 控制策略优化的基本原理
4.6.2 控制参数优化思路
4.6.3 三种阻尼系数的优化
4.6.4 阻尼力分配系数的优化
4.6.5 自适应优化的效果
4.6.6 两种算法自适应优化效果的对比分析
4.7 本章小结
第5章 基于磁流变减振器逆模型的轮毂电机式电动汽车控制实现
5.1 包含磁流变减振器的轮毂电机式电动汽车平面模型
5.1.1 平面模型
5.1.2 Simulink仿真模型
5.2 磁流变减振器逆模型应用原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 逆模型应用评价方案制定
5.3 基于磁流变减振器逆模型的仿真实现
5.3.1 逆模型输入数据提取
5.3.2 逆模型控制电压生成
5.3.3 逆模型应用仿真评价
5.4 本章小结
第6章 全文总结及展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动研究进展[J]. 王艳阳,杨馥宁,商福兴. 汽车技术. 2019(04)
[2]轮毂电机驱动电动汽车的悬架定位参数优化分析[J]. 肖文文,张缓缓,轩飞虎. 中国测试. 2018(09)
[3]基于ADAMS/Car软件研究轮毂电机驱动电动汽车的平顺性[J]. 肖文文,张缓缓,轩飞虎. 制造业自动化. 2018(07)
[4]电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制[J]. 王骏骋,何仁. 汽车工程. 2018(06)
[5]轮毂电机驱动电动汽车平顺性控制仿真[J]. 郑阳,陈勇,赵理. 计算机仿真. 2018(06)
[6]开关磁阻电机和路面对电动汽车振动影响的分析[J]. 李杰,高雄,王培德. 汽车工程. 2018(04)
[7]轮毂电驱动汽车乘坐舒适性研究[J]. 郑琦,杨旭凯,黄文岗,郭洪艳. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[8]分布式驱动电动汽车轮毂设计与优化[J]. 陈家琦,王冬良,刘海明. 农业装备与车辆工程. 2017(11)
[9]基于单边盘式电机的新型集成化电动车轮[J]. 高志华,程远雄,吴凌峰. 南昌工程学院学报. 2017(04)
[10]基于主动悬架控制轮边驱动电动车垂向振动研究[J]. 钟银辉,李以农,杨超,徐广徽,孟凡明. 振动与冲击. 2017(11)
博士论文
[1]轮毂电机驱动电动汽车悬架系统振动控制方法研究[D]. 王悦.沈阳工业大学 2018
[2]电动汽车悬架系统主动控制策略研究[D]. 王刚.沈阳工业大学 2017
[3]半主动悬架电动轮汽车的动力学特性与振动控制研究[D]. 杨蔚华.武汉科技大学 2015
[4]基于主动轮系统的电动汽车整车动力学分析与集成控制[D]. 孙伟.重庆大学 2015
[5]基于轮边驱动电动车的馈能型悬架综合性能研究[D]. 王艳阳.重庆大学 2014
[6]磁流变阻尼器的动力学模型及其在车辆悬架中的应用研究[D]. 宗路航.中国科学技术大学 2013
[7]内置悬置的轮毂电机驱动系统动力学特性及结构优化[D]. 谭迪.华南理工大学 2013
[8]车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究[D]. 吴参.浙江大学 2010
[9]整车悬架振动智能半主动控制研究[D]. 王昊.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于车辆响应识别路面不平度的神经网络方法研究[D]. 谷盛丰.吉林大学 2018
[2]电动汽车DYC系统与主动悬架系统联合控制研究[D]. 刘颖.武汉科技大学 2018
[3]电动汽车悬架系统优化与控制研究[D]. 李燕超.青岛科技大学 2018
[4]轮边驱动电动车车轮模块化设计研究[D]. 姜愉.河北工程大学 2018
[5]轮毂驱动车辆悬架及车轮定位参数优化研究[D]. 王克飞.安徽工程大学 2017
[6]某轿车多工况有级可调阻尼半主动悬架控制设计与试验研究[D]. 杨威.吉林大学 2017
[7]基于FXLMS算法的车内噪声主动控制技术研究[D]. 曾文杰.江苏大学 2017
[8]考虑电机激励的轮毂电机驱动电动汽车平顺性分析与多目标优化[D]. 王培德.吉林大学 2017
[9]基于纵臂悬架的轮毂电机直驱车辆行驶特性研究[D]. 杨凯.太原科技大学 2017
[10]基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略研究[D]. 胡铂.浙江大学 2017
本文编号：3182977
【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】：121 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 轮毂电机式电动汽车平顺性研究概述
1.1.1 研究重要性
1.1.2 研究现状
1.1.3 研究重点
1.2 轮毂电机式电动汽车平顺性改善措施分析
1.2.1 改善主要措施
1.2.2 轮毂电机轻量化分析
1.2.3 传统悬架优化分析
1.2.4 动力吸振器应用分析
1.2.5 智能悬架开发分析
1.2.6 主要改善措施综合分析
1.3 轮毂电机式电动汽车悬架控制研究现状
1.3.1 存在的不足
1.3.2 面临的主要问题
1.3.3 智能悬架应用研究现状
1.3.4 悬架控制执行机构实现研究现状
1.4 本文研究的主要内容和意义
1.4.1 本文研究主要内容
1.4.2 本文研究意义
第2章 基于Padé逼近的前后轮路面激励时域模型及其应用分析
2.1 Padé逼近的基本原理
2.1.1 Padé逼近的基本思想
2.1.2 Padé逼近的显式表示
2.2 指数函数的Padé逼近及其应用
2.2.1 指数函数的Padé逼近
2.2.2 指数函数Padé逼近的应用
2.3 前后轮路面激励时域模型及其仿真
2.3.1 前轮路面激励时域模型的描述
2.3.2 前后轮路面激励时域模型的描述
2.3.3 前后轮路面激励的时域仿真
2.3.4 前后轮路面激励的频域仿真
2.4 汽车四自由度平面模型及其仿真方法
2.4.1 汽车四自由度平面模型
2.4.2 汽车四自由度平面模型的时域仿真方法
2.4.3 汽车四自由度平面模型的频域仿真方法
2.5 不同阶次Padé逼近下汽车平顺性仿真效果比较
2.5.1 比较的基准和方案
2.5.2 比较指标
2.5.3 车身垂向加速度均方根值的比较
2.5.4 车身俯仰角加速度均方根值的比较
2.5.5 前悬架动行程均方根值的比较
2.5.6 后悬架动行程均方根值的比较
2.5.7 前轮胎动载荷均方根值的比较
2.5.8 后轮胎动载荷均方根值的比较
2.5.9 比较结果分析
2.6 本章小结
第3章 磁流变减振器动力学正模型及其控制逆模型
3.1 磁流变减振器动力学正模型
3.1.1 Bouc-Wen现象模型的数学描述
3.1.2 Bouc-Wen现象模型的仿真模型
3.1.3 Bouc-Wen现象模型特性的仿真分析
3.2 NARX神经网络概述
3.2.1 NARX神经网络基本原理
3.2.2 NARX神经网络的MATLAB实现
3.3 磁流变减振器控制逆模型
3.3.1 训练样本的确定
3.3.2 控制逆模型的神经网络结构设计
3.3.3 控制逆模型训练和测试评价
3.4 本章小结
第4章 轮毂电机式电动汽车天棚-地棚混合控制策略的自适应优化
4.1 轮毂电机激励模型的建立
4.1.1 轮毂电机激励模型
4.1.2 轮毂电机激励仿真模型及应用
4.2 轮毂电机式被动悬架电动汽车平顺性仿真分析
4.2.1 轮毂电机式电动汽车模型
4.2.2 状态空间方程
4.2.3 轮毂电机式被动悬架电动汽车仿真模型
4.2.4 汽车平顺性仿真分析
4.3 电机激励对轮毂电机式电动汽车三种控制策略的影响
4.3.1 三种控制策略概述
4.3.2 三种控制策略仿真模型的建立
4.3.3 电机激励对天棚控制策略的影响
4.3.4 电机激励对地棚控制策略的影响
4.3.5 电机激励对天棚-地棚混合控制策略效果的影响分析
4.3.6 电机激励对四种悬架形式影响的对比分析
4.4 JADE算法和FxLMS算法
4.4.1 差分进化算法及其改进
4.4.2 JADE算法
4.4.3 自适应LMS算法
4.4.4 FxLMS算法
4.5 基于JADE算法的天棚-地棚混合控制策略自适应优化
4.5.1 控制参数优化思路
4.5.2 自适应优化方案设计
4.5.3 两种阻尼系数的优化
4.5.4 前后阻尼力分配系数的优化
4.5.5 自适应优化的效果
4.6 基于FxLMS算法的天棚-地棚混合控制策略自适应优化
4.6.1 控制策略优化的基本原理
4.6.2 控制参数优化思路
4.6.3 三种阻尼系数的优化
4.6.4 阻尼力分配系数的优化
4.6.5 自适应优化的效果
4.6.6 两种算法自适应优化效果的对比分析
4.7 本章小结
第5章 基于磁流变减振器逆模型的轮毂电机式电动汽车控制实现
5.1 包含磁流变减振器的轮毂电机式电动汽车平面模型
5.1.1 平面模型
5.1.2 Simulink仿真模型
5.2 磁流变减振器逆模型应用原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 逆模型应用评价方案制定
5.3 基于磁流变减振器逆模型的仿真实现
5.3.1 逆模型输入数据提取
5.3.2 逆模型控制电压生成
5.3.3 逆模型应用仿真评价
5.4 本章小结
第6章 全文总结及展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动研究进展[J]. 王艳阳,杨馥宁,商福兴. 汽车技术. 2019(04)
[2]轮毂电机驱动电动汽车的悬架定位参数优化分析[J]. 肖文文,张缓缓,轩飞虎. 中国测试. 2018(09)
[3]基于ADAMS/Car软件研究轮毂电机驱动电动汽车的平顺性[J]. 肖文文,张缓缓,轩飞虎. 制造业自动化. 2018(07)
[4]电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制[J]. 王骏骋,何仁. 汽车工程. 2018(06)
[5]轮毂电机驱动电动汽车平顺性控制仿真[J]. 郑阳,陈勇,赵理. 计算机仿真. 2018(06)
[6]开关磁阻电机和路面对电动汽车振动影响的分析[J]. 李杰,高雄,王培德. 汽车工程. 2018(04)
[7]轮毂电驱动汽车乘坐舒适性研究[J]. 郑琦,杨旭凯,黄文岗,郭洪艳. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[8]分布式驱动电动汽车轮毂设计与优化[J]. 陈家琦,王冬良,刘海明. 农业装备与车辆工程. 2017(11)
[9]基于单边盘式电机的新型集成化电动车轮[J]. 高志华,程远雄,吴凌峰. 南昌工程学院学报. 2017(04)
[10]基于主动悬架控制轮边驱动电动车垂向振动研究[J]. 钟银辉,李以农,杨超,徐广徽,孟凡明. 振动与冲击. 2017(11)
博士论文
[1]轮毂电机驱动电动汽车悬架系统振动控制方法研究[D]. 王悦.沈阳工业大学 2018
[2]电动汽车悬架系统主动控制策略研究[D]. 王刚.沈阳工业大学 2017
[3]半主动悬架电动轮汽车的动力学特性与振动控制研究[D]. 杨蔚华.武汉科技大学 2015
[4]基于主动轮系统的电动汽车整车动力学分析与集成控制[D]. 孙伟.重庆大学 2015
[5]基于轮边驱动电动车的馈能型悬架综合性能研究[D]. 王艳阳.重庆大学 2014
[6]磁流变阻尼器的动力学模型及其在车辆悬架中的应用研究[D]. 宗路航.中国科学技术大学 2013
[7]内置悬置的轮毂电机驱动系统动力学特性及结构优化[D]. 谭迪.华南理工大学 2013
[8]车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究[D]. 吴参.浙江大学 2010
[9]整车悬架振动智能半主动控制研究[D]. 王昊.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于车辆响应识别路面不平度的神经网络方法研究[D]. 谷盛丰.吉林大学 2018
[2]电动汽车DYC系统与主动悬架系统联合控制研究[D]. 刘颖.武汉科技大学 2018
[3]电动汽车悬架系统优化与控制研究[D]. 李燕超.青岛科技大学 2018
[4]轮边驱动电动车车轮模块化设计研究[D]. 姜愉.河北工程大学 2018
[5]轮毂驱动车辆悬架及车轮定位参数优化研究[D]. 王克飞.安徽工程大学 2017
[6]某轿车多工况有级可调阻尼半主动悬架控制设计与试验研究[D]. 杨威.吉林大学 2017
[7]基于FXLMS算法的车内噪声主动控制技术研究[D]. 曾文杰.江苏大学 2017
[8]考虑电机激励的轮毂电机驱动电动汽车平顺性分析与多目标优化[D]. 王培德.吉林大学 2017
[9]基于纵臂悬架的轮毂电机直驱车辆行驶特性研究[D]. 杨凯.太原科技大学 2017
[10]基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略研究[D]. 胡铂.浙江大学 2017
本文编号：3182977
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