分布式驱动电动汽车主动后轮转向与转矩分配协调控制
发布时间：2021-12-02 00:26
分布式驱动电动汽车可实现四轮转矩的实时独立精度控制,为车辆稳定性控制提供了新的策略与方法。为充分发挥四轮转向技术在改善车辆操纵稳定性方面的优势,本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,研究了主动后轮转向轮胎动力学特性及控制,并设计了主动后轮转向和转矩分配协调控制策略。主要研究工作如下:建立了四轮转向汽车非线性动力学模型。应用MATLAB/Simulink建立了7自由度车辆动力学模型、轮胎模型、电机模型及驾驶员模型,实现了非线性动力学整车模型的数值计算,并通过开、闭环控制仿真试验与Carsim中车辆模型试验结果对比分析,验证了所建模型的有效性及精度,为研究提供了精度较高的仿真试验平台。分析了主动后轮转向最优控制参数与控制性能优劣的关系,并考虑车辆工况变化带来的影响。通过分析车辆稳定性影响条件并确定控制参数,提出一种模糊自适应参数调节的主动后轮转向最优控制器。并通过开、闭环控制仿真验证及操纵稳定性评价指标分析得出:所提出的主动后轮转向控制器在不同附着系数路面上具有较好的适应性,提高了车辆运动轨迹跟踪性能和行驶的安全性。为克服特殊工况下单一转向控制存在的局限性,基于(质心侧偏角)相平面法判定原则...
【文章来源】： 江西理工大学江西省
【文章页数】：78 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分布式驱动电动汽车国内外研究现状
1.2.2 基于轮胎侧向力控制国内外研究现状
1.2.3 基于轮胎纵向力控制国内外研究现状
1.2.4 车辆稳定性协调控制国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 分布式驱动电动汽车动力学建模
2.1 概述
2.2 车辆动力学模型
2.2.1 坐标系与模型简化
2.2.2 车体动力学模型
2.2.3 车轮动力学模型
2.2.4 垂向载荷计算模块
2.3 轮胎模型
2.4 驱动电机模型
2.5 驾驶员模型
2.6 车辆动力学模型仿真试验分析
2.6.1 与Carsim模型对比分析
2.6.2 驾驶员模型闭环响应验证
2.7 本章小结
第三章 模糊自适应主动后轮转向车辆最优控制
3.1 车辆跟踪模型
3.1.1 控制变量选择
3.1.2 车辆参考模型
3.2 主动后轮转向最优控制研究
3.2.1 线性二次型最优控制
3.2.2 主动后轮转向最优控制器
3.3 模糊参数调节器
3.3.1 参数分析
3.3.2 模糊控制器设计
3.4 仿真分析
3.4.1 正弦响应试验
3.4.2 标准双移线试验
3.5 车辆闭环操纵系统主动安全性综合评价
3.6 本章小结
第四章 主动后轮转向与转矩分配协调控制研究
4.1 车辆失稳判定
4.2 车辆稳定性协调控制策略
4.2.1 速度控制器设计
4.2.2 车辆横摆稳定性控制器设计
4.3 转矩优化分配控制
4.3.1 优化目标函数建立
4.3.2 约束条件
4.3.3 优化算法选择
4.4 仿真研究
4.4.1 正弦响应试验
4.4.2 闭环响应试验
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车综合性能转矩优化分配 [J]. 黄开启,罗良铨,程健,刘细平. 控制工程. 2019(11)
[2]基于模糊神经网络的智能汽车轨迹跟踪研究 [J]. 张炳力,李子龙,沈干,方涛,曹聪聪,郑平平. 汽车工程. 2019(08)
[3]车辆主动转向和独立驱动集成控制 [J]. 柳江,王政皓,张业,陈朋. 控制理论与应用. 2019(08)
[4]世界卫生组织发布《2018年全球道路安全现状报告》 [J]. 张亚丽. 中华灾害救援医学. 2019(02)
[5]表征驾驶风格和驾驶员能力的驾驶员模型 [J]. 王超,郭孔辉,许男,张琳,刘洋,郑磊,刘涛. 北京理工大学学报. 2019(01)
[6]预瞄跟随驾驶员模型的复合校正 [J]. 管欣,陈永尚,贾鑫,詹军. 汽车工程. 2018(03)
[7]主动转向与差动制动协同作用车辆稳定性控制 [J]. 杜峰,关志伟,高博麟,戴金钢,魏朗. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[8]基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制 [J]. 王其东,刘伟,陈无畏,汪洪波,黄鹤. 汽车工程. 2018(01)
[9]基于变权重系数的LQR车辆后轮主动转向控制研究 [J]. 谢宪毅,金立生,高琳琳,夏海鹏. 浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[10]基于线控变传动比的四轮转向汽车最优控制 [J]. 张庭芳,张超敏,何新毅,曲志林. 机械设计与制造. 2018(01)
博士论文
[1]分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究[D]. 谢宪毅.吉林大学 2018
[2]四轮独立驱动独立转向电动汽车控制与协调方法研究[D]. 高琳琳.吉林大学 2017
[3]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[4]面向车辆操纵稳定性的驾驶员建模及轮胎性能客观评价研究[D]. 陈焕明.吉林大学 2015
[5]基于人—车—路闭环系统的汽车操稳试验及评价方法研究[D]. 曹建永.上海交通大学 2015
[6]基于线控技术的四轮主动转向汽车控制策略仿真研究[D]. 杜峰.长安大学 2009
[7]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
本文编号：3527350
【文章来源】： 江西理工大学江西省
【文章页数】：78 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分布式驱动电动汽车国内外研究现状
1.2.2 基于轮胎侧向力控制国内外研究现状
1.2.3 基于轮胎纵向力控制国内外研究现状
1.2.4 车辆稳定性协调控制国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 分布式驱动电动汽车动力学建模
2.1 概述
2.2 车辆动力学模型
2.2.1 坐标系与模型简化
2.2.2 车体动力学模型
2.2.3 车轮动力学模型
2.2.4 垂向载荷计算模块
2.3 轮胎模型
2.4 驱动电机模型
2.5 驾驶员模型
2.6 车辆动力学模型仿真试验分析
2.6.1 与Carsim模型对比分析
2.6.2 驾驶员模型闭环响应验证
2.7 本章小结
第三章 模糊自适应主动后轮转向车辆最优控制
3.1 车辆跟踪模型
3.1.1 控制变量选择
3.1.2 车辆参考模型
3.2 主动后轮转向最优控制研究
3.2.1 线性二次型最优控制
3.2.2 主动后轮转向最优控制器
3.3 模糊参数调节器
3.3.1 参数分析
3.3.2 模糊控制器设计
3.4 仿真分析
3.4.1 正弦响应试验
3.4.2 标准双移线试验
3.5 车辆闭环操纵系统主动安全性综合评价
3.6 本章小结
第四章 主动后轮转向与转矩分配协调控制研究
4.1 车辆失稳判定
4.2 车辆稳定性协调控制策略
4.2.1 速度控制器设计
4.2.2 车辆横摆稳定性控制器设计
4.3 转矩优化分配控制
4.3.1 优化目标函数建立
4.3.2 约束条件
4.3.3 优化算法选择
4.4 仿真研究
4.4.1 正弦响应试验
4.4.2 闭环响应试验
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车综合性能转矩优化分配 [J]. 黄开启,罗良铨,程健,刘细平. 控制工程. 2019(11)
[2]基于模糊神经网络的智能汽车轨迹跟踪研究 [J]. 张炳力,李子龙,沈干,方涛,曹聪聪,郑平平. 汽车工程. 2019(08)
[3]车辆主动转向和独立驱动集成控制 [J]. 柳江,王政皓,张业,陈朋. 控制理论与应用. 2019(08)
[4]世界卫生组织发布《2018年全球道路安全现状报告》 [J]. 张亚丽. 中华灾害救援医学. 2019(02)
[5]表征驾驶风格和驾驶员能力的驾驶员模型 [J]. 王超,郭孔辉,许男,张琳,刘洋,郑磊,刘涛. 北京理工大学学报. 2019(01)
[6]预瞄跟随驾驶员模型的复合校正 [J]. 管欣,陈永尚,贾鑫,詹军. 汽车工程. 2018(03)
[7]主动转向与差动制动协同作用车辆稳定性控制 [J]. 杜峰,关志伟,高博麟,戴金钢,魏朗. 汽车安全与节能学报. 2018(01)
[8]基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制 [J]. 王其东,刘伟,陈无畏,汪洪波,黄鹤. 汽车工程. 2018(01)
[9]基于变权重系数的LQR车辆后轮主动转向控制研究 [J]. 谢宪毅,金立生,高琳琳,夏海鹏. 浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[10]基于线控变传动比的四轮转向汽车最优控制 [J]. 张庭芳,张超敏,何新毅,曲志林. 机械设计与制造. 2018(01)
博士论文
[1]分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究[D]. 谢宪毅.吉林大学 2018
[2]四轮独立驱动独立转向电动汽车控制与协调方法研究[D]. 高琳琳.吉林大学 2017
[3]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[4]面向车辆操纵稳定性的驾驶员建模及轮胎性能客观评价研究[D]. 陈焕明.吉林大学 2015
[5]基于人—车—路闭环系统的汽车操稳试验及评价方法研究[D]. 曹建永.上海交通大学 2015
[6]基于线控技术的四轮主动转向汽车控制策略仿真研究[D]. 杜峰.长安大学 2009
[7]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
本文编号：3527350
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