独立驱动电动汽车底盘博弈协调与驱动容错控制

发布时间：2021-07-12 11:09

　　由于传统燃油汽车会造成严重的环境污染和能源危机,而电动汽车在环保和节能方面有着燃油汽车不可比拟的优势,其中,四轮独立驱动电动汽车各个车轮的运动状态独立可控,易于实现更加复杂的控制,因此逐渐成为当今研究的热点。由于四轮独立驱动电动汽车各个车轮之间无硬性机械连接,而且其驱/制动力矩独立可控,所以具有更多的可控自由度,这给车辆的稳定性协调控制带来了巨大的挑战。同时,随着执行器数量的增加,其出现故障的概率也明显增加,所以其安全控制问题成为汽车领域关注的热点。本文针对电动汽车的稳定性协调控制和驱动失效问题,分别利用博弈理论和模型预测控制理论,围绕电动汽车的侧向稳定控制和驱动失效容错控制进行了一系列研究,其中主要研究工作包括以下几点:（1）四轮独立驱动电动汽车系统动力学建模。以CarSim中传统车B-Class Car为原型车进行电动汽车改造,通过CarSim和MATLAB/Simulink软件联合的方式建立具有线控制/驱动和转向的电动汽车的整车模型,并对所建立的模型进行仿真验证;（2）基于非合作博弈理论的侧向稳定性控制研究。针对四轮独立驱动电动汽车的过驱动结构,提出了一种基于非合作博弈的分层式控... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转向系统参数设置Fig.2.5Parametersettingofsteeringsystem

2基于CarSim的线控电动汽车整车动力学建模15图2.6动力传动系统模型Fig.2.6Powertransmissionmodel2.4.3车体模型本文所建立的车体模型是在CarSim所提供原型车的基础上进行的[54]。改动后的车辆整车参数如下表所示。表2.1车辆整车参数Table2.1VehicleParameter其中，车辆的车体模型参数可以直接在CarSim原型车结构参数界面的基础上进行改动，如图2.7所示。其中主要包括以下参数的设置：车辆的簧上质量、车长和车辆质心高度、质心到车辆前后轴的距离等。整车参数变量数值整车质量m1340(kg)前轴轮胎侧偏刚度kf82000(N/rad)后轴轮胎侧偏刚度kr130000(N/rad)前轴到质心距离a1.04(m)后轴到质心距离b1.56(m)车轮半径r0.31(m)转向齿轮比Rst17.5横摆转动惯量Iz1343.1(kg.m2)

重庆大学硕士学位论文16图2.7车体参数Fig.2.7Vehicleparameter2.4.4轮胎模型轮胎的主要作用有两个,一个是通过减缓路面的冲击来保证车辆的平顺性和舒适性，另一方面是为车辆提供驱动力、制动力和转向力。由于轮胎具有强非线性的结构，因此对车辆的稳定性具有很大的影响。经典的轮胎模型主要有三种，第一种是由郭孔辉院士所提出的幂指数轮胎模型[55]；第二种是由Pacejka教授所提出的“魔术轮胎”模型[56]，这是一种通过实验数据以三角函数的形式拟合出来的数学模型；第三种是由Delft工业大学提出的SWIFT轮胎模型[57]，它是由刚性圈理论和“魔术公式”结合而成的数学模型。由于魔术轮胎模型不仅能够精准地反应轮胎的纵向力、侧向力和回正力矩，而且拟合精度高，表达形式简单，故本文选择CarSim软件所提供的魔术轮胎模型。图2.8轮胎模型参数设置Fig.2.8Tiremodelparametersetting


本文编号：3279802