分布式驱动车辆电液复合稳定性控制研究
发布时间：2022-01-12 10:21
随着汽车产业的迅速发展,能源消耗、环境污染以及交通安全问题日益加重,分布式驱动电动汽车因能有效缓解上述问题,同时又具有明显的动力学控制上的性能优势,因此成为国内外许多学者重点研究对象。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,对其车辆动力学控制机理及稳定性控制策略展开研究,其主要研究内容如下:首先,基于对车辆动力学控制机理的研究,建立了车辆多体动力学模型并及车辆动力学控制模型,并在典型工况下,通过CarSim-Simulink联合仿真平台,对所建立的车辆动力学控制模型的准确性进行仿真验证。其次,基于对分布式驱动车辆稳定性控制系统理论分析,设计了电液复合稳定性控制系统,该控制系统采用分层控制结构来实现。上层运动控制器包含参考模型、车速跟随模块、横摆跟随模块。参考模型主要根据路面附着条件、车辆运动状态和驾驶员转向输入计算期望的车辆运动规划;车速跟随模块是根据由油门开度决定的理想车速和实际车速计算出车速跟随所需的纵向力;横摆跟随模块采用模糊PI控制产生所需的附加横摆力矩。下层控制分配器包含电液复合控制决策模块、电机转矩控制分配模块、制动压力控制分配模块。电液复合控制决策模块根据车辆行驶状态实时进行...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二自由度车辆模型
ａｆ＝ｄ－８ｆ?（２－７）??式中，０代表前轮轮心处的速度与Ｘ轴之间的夹角，如下图２－２所示。??ｖｒ?＋Ｌｙ??ｅ＝－￣ｆ—?（２－８）??ｖ＞??根据坐标系的规定和图２－２的几何关系，前后轮侧偏角分别为：??ａｆ?＝?ａｒｃｔａｎ（———－）－Ｓ＝Ｊ３?＋?（２－９）??ｖｘ??ｖ，?—／?ｒ?／?ｙ??ａｒ?＝?ａｒｃｔａｎ（————）＝／？?－?－＾―?（２－１０）??Ｖｘ??４?ｉ??ｉ?ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ａｘｉｓ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｖｅｈｉｃｌｅ??图２－２轮胎侧偏角??质心侧偏角；０＝１“＾?＆往往很小，由数学知识可得ｓｉｎ＾，ｓｓ〇、ｃｏｓＪ，？ｌ，??通过整理（２－１）￣（２－１０）各式的整理得车辆动力学控制模型：??．Ｃｆ＋Ｃｒ?（ａＣｆ－ｂＣｒ?＼?Ｃｆ??Ｐ?＝?Ｊ￣￣＿Ｐ＋?—Ｌ?２?－１?Ｙｆ—Ｓｆ?（２－１１）??ｍ?Ｌ?ｍｖｘ?ｊ?ｍｖｘ??ｑＣ?ｆ?—ｂＣ?ｑ?２Ｃ?ｆ?ｂ?￣Ｃ?ｃｉＣ?ｆ?１??少＝」——ｒ－Ｐ七—Ｌ?－ｙ——丄Ｍ，?（２－１２）??ｈ?＂?ｉｚ?ｆ?ｉ２?ｚ??２．?２电机选型及其外特性曲线??由于ＣａｒＳｉｍ软件目前未开发电动汽车模块，故需在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ里??建立电机模型，并通过设定ＣａｒＳｉｍ软件接口将外部建好的电机模型与ＣａｒＳｉｍ里??９??
结构参数确定的延迟时间，单位为??综合考虑以上因素，选取永磁无刷直流电机，该电机峰值扭矩为１２０Ｎ、峰??值转速为１２００ｒ／ｍｉｎ，其外特性曲线图如下图２－３所示。??Ｔ（ｆｆ，ｍ）??１２０??Ｎ??ＩＫ??Ｉ??ｉ??ｉ??ｉ???ｉ???ｐ，??５８〇?１２００?ｎ?（ｒ／ｍｉｎ）??图２－３机特性曲线图??由图２－３可知，当电机转速（ｎ）小于基速（５８０ｒ／ｍｉｎ）时，此时电机力矩采用为恒??转矩控制，即车辆在低速时电机输出较大转矩，减少车辆起步加速的时间；当电??机转速达到基速时，此时电机功率为峰值功率，此时若继续加大车轮转速，则其??电机所能提供的最大力矩呈下降趋势。分布式驱动车辆４个轮毂电机若采用转速??控制，则车轮极易出现滑转等危险工况，故本文对轮毂电机采用转矩控制，即通??过转矩优化分配把附加横摆力矩分配到各个车轮。??２．?３分布式驱动车辆多体动力学模型的建立??２．?３．?１?ＣａｒＳｉｍ软件介绍??美国汽车系统仿真软件公司?ＭＳＣ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）于?１９９６??年开发的一款专门用于整车动力学仿真研宄的软件ＣａｒＳｉｍ，至今该公司具有３０??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]确保中国新能源汽车产业可持续发展的政府新角色思考[J]. 赵福全. 汽车工艺师. 2018(01)
[2]基于转矩优化分配的电动汽车横摆稳定性研究[J]. 杨慎,欧健,杨鄂川,胡经庆,张勇. 中国机械工程. 2017(14)
[3]汽车主动安全技术及其发展方向[J]. 王珏. 时代汽车. 2017(06)
[4]基于电磁机械耦合再生制动系统的电动汽车稳定性控制[J]. 张露,张忠富,王国业,赵建柱,张延立,王长伟. 农业机械学报. 2017(01)
[5]电动汽车驱动力分层控制策略[J]. 朱绍鹏,林鼎,谢博臻,俞小莉,韩松. 浙江大学学报(工学版). 2016(11)
[6]分布式驱动电动汽车电液复合分配稳定性控制[J]. 熊璐,高翔,邹童. 同济大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]分布式电驱动汽车AFS与电液复合制动集成控制[J]. 袁希文,文桂林,周兵. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]基于CarSim的车辆动力学建模与仿真分析[J]. 鲁玉萍,施雯. 上海汽车. 2016(02)
[9]道路因素、交通环境对交通事故的影响[J]. 梁广安. 交通世界（运输.车辆）. 2015(08)
[10]基于CarSim的四轮轮毂电机电动汽车建模方法研究[J]. 马高峰,李刚,韩海兰. 农业装备与车辆工程. 2015(07)
博士论文
[1]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
[2]人机协同下的车道偏离辅助驾驶关键技术研究[D]. 吴乙万.湖南大学 2013
[3]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
硕士论文
[1]分布式电动汽车复合制动系统控制策略的研究[D]. 刘文超.吉林大学 2017
[2]汽车ESP硬件在环测试平台开发及测试方法研究[D]. 陈华武.吉林大学 2017
[3]分布式驱动电动车电机制动控制策略研究[D]. 陈磊.哈尔滨工业大学 2016
[4]分布式驱动电动车直接横摆力矩控制研究[D]. 王明玉.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于转矩分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大学 2016
[6]轮毂电机电动汽车实车平台及其驱动控制策略研究[D]. 刘秋生.西华大学 2016
[7]汽车ESC硬件在环仿真测试系统研究[D]. 李辉.上海工程技术大学 2016
[8]分布式驱动电动汽车机电复合制动控制策略研究[D]. 孙晓坤.北京理工大学 2015
[9]分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制研究[D]. 孙勇.吉林大学 2013
[10]轮胎侧倾侧偏极限工况力学特性研究[D]. 付聪.吉林大学 2013
本文编号：3584604
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二自由度车辆模型
ａｆ＝ｄ－８ｆ?（２－７）??式中，０代表前轮轮心处的速度与Ｘ轴之间的夹角，如下图２－２所示。??ｖｒ?＋Ｌｙ??ｅ＝－￣ｆ—?（２－８）??ｖ＞??根据坐标系的规定和图２－２的几何关系，前后轮侧偏角分别为：??ａｆ?＝?ａｒｃｔａｎ（———－）－Ｓ＝Ｊ３?＋?（２－９）??ｖｘ??ｖ，?—／?ｒ?／?ｙ??ａｒ?＝?ａｒｃｔａｎ（————）＝／？?－?－＾―?（２－１０）??Ｖｘ??４?ｉ??ｉ?ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ａｘｉｓ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｖｅｈｉｃｌｅ??图２－２轮胎侧偏角??质心侧偏角；０＝１“＾?＆往往很小，由数学知识可得ｓｉｎ＾，ｓｓ〇、ｃｏｓＪ，？ｌ，??通过整理（２－１）￣（２－１０）各式的整理得车辆动力学控制模型：??．Ｃｆ＋Ｃｒ?（ａＣｆ－ｂＣｒ?＼?Ｃｆ??Ｐ?＝?Ｊ￣￣＿Ｐ＋?—Ｌ?２?－１?Ｙｆ—Ｓｆ?（２－１１）??ｍ?Ｌ?ｍｖｘ?ｊ?ｍｖｘ??ｑＣ?ｆ?—ｂＣ?ｑ?２Ｃ?ｆ?ｂ?￣Ｃ?ｃｉＣ?ｆ?１??少＝」——ｒ－Ｐ七—Ｌ?－ｙ——丄Ｍ，?（２－１２）??ｈ?＂?ｉｚ?ｆ?ｉ２?ｚ??２．?２电机选型及其外特性曲线??由于ＣａｒＳｉｍ软件目前未开发电动汽车模块，故需在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ里??建立电机模型，并通过设定ＣａｒＳｉｍ软件接口将外部建好的电机模型与ＣａｒＳｉｍ里??９??
结构参数确定的延迟时间，单位为??综合考虑以上因素，选取永磁无刷直流电机，该电机峰值扭矩为１２０Ｎ、峰??值转速为１２００ｒ／ｍｉｎ，其外特性曲线图如下图２－３所示。??Ｔ（ｆｆ，ｍ）??１２０??Ｎ??ＩＫ??Ｉ??ｉ??ｉ??ｉ???ｉ???ｐ，??５８〇?１２００?ｎ?（ｒ／ｍｉｎ）??图２－３机特性曲线图??由图２－３可知，当电机转速（ｎ）小于基速（５８０ｒ／ｍｉｎ）时，此时电机力矩采用为恒??转矩控制，即车辆在低速时电机输出较大转矩，减少车辆起步加速的时间；当电??机转速达到基速时，此时电机功率为峰值功率，此时若继续加大车轮转速，则其??电机所能提供的最大力矩呈下降趋势。分布式驱动车辆４个轮毂电机若采用转速??控制，则车轮极易出现滑转等危险工况，故本文对轮毂电机采用转矩控制，即通??过转矩优化分配把附加横摆力矩分配到各个车轮。??２．?３分布式驱动车辆多体动力学模型的建立??２．?３．?１?ＣａｒＳｉｍ软件介绍??美国汽车系统仿真软件公司?ＭＳＣ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）于?１９９６??年开发的一款专门用于整车动力学仿真研宄的软件ＣａｒＳｉｍ，至今该公司具有３０??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]确保中国新能源汽车产业可持续发展的政府新角色思考[J]. 赵福全. 汽车工艺师. 2018(01)
[2]基于转矩优化分配的电动汽车横摆稳定性研究[J]. 杨慎,欧健,杨鄂川,胡经庆,张勇. 中国机械工程. 2017(14)
[3]汽车主动安全技术及其发展方向[J]. 王珏. 时代汽车. 2017(06)
[4]基于电磁机械耦合再生制动系统的电动汽车稳定性控制[J]. 张露,张忠富,王国业,赵建柱,张延立,王长伟. 农业机械学报. 2017(01)
[5]电动汽车驱动力分层控制策略[J]. 朱绍鹏,林鼎,谢博臻,俞小莉,韩松. 浙江大学学报(工学版). 2016(11)
[6]分布式驱动电动汽车电液复合分配稳定性控制[J]. 熊璐,高翔,邹童. 同济大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]分布式电驱动汽车AFS与电液复合制动集成控制[J]. 袁希文,文桂林,周兵. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]基于CarSim的车辆动力学建模与仿真分析[J]. 鲁玉萍,施雯. 上海汽车. 2016(02)
[9]道路因素、交通环境对交通事故的影响[J]. 梁广安. 交通世界（运输.车辆）. 2015(08)
[10]基于CarSim的四轮轮毂电机电动汽车建模方法研究[J]. 马高峰,李刚,韩海兰. 农业装备与车辆工程. 2015(07)
博士论文
[1]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
[2]人机协同下的车道偏离辅助驾驶关键技术研究[D]. 吴乙万.湖南大学 2013
[3]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
硕士论文
[1]分布式电动汽车复合制动系统控制策略的研究[D]. 刘文超.吉林大学 2017
[2]汽车ESP硬件在环测试平台开发及测试方法研究[D]. 陈华武.吉林大学 2017
[3]分布式驱动电动车电机制动控制策略研究[D]. 陈磊.哈尔滨工业大学 2016
[4]分布式驱动电动车直接横摆力矩控制研究[D]. 王明玉.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于转矩分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大学 2016
[6]轮毂电机电动汽车实车平台及其驱动控制策略研究[D]. 刘秋生.西华大学 2016
[7]汽车ESC硬件在环仿真测试系统研究[D]. 李辉.上海工程技术大学 2016
[8]分布式驱动电动汽车机电复合制动控制策略研究[D]. 孙晓坤.北京理工大学 2015
[9]分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制研究[D]. 孙勇.吉林大学 2013
[10]轮胎侧倾侧偏极限工况力学特性研究[D]. 付聪.吉林大学 2013
本文编号：3584604
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