基于线控全轮转向驱动协调的轮毂电动汽车操控稳定性控制研究
发布时间：2022-01-22 14:11
当前,传统集中式驱动燃油车动力源的电机化改造已取得阶段性成果。但是,这种对传统车辆底盘结构的简单继承,整车控制效果改善较为有限。相比之下,采用分布式独立驱动、转向、制动的轮毂电机驱动电动汽车（下称轮毂电动汽车）,各轮转向角、驱动力矩独立可控,从根本上改变了底盘的牵引控制方式。这种分布式驱动结构给车辆运动和控制带来全新可能,在主动安全性和动力学品质上更具优势,因此被业界誉为汽车的终极驱动形式。然而,这种结构和动力学特征的颠覆性改变,也使得整车操控稳定性成为一个全新的问题。轮毂电动汽车各轮之间缺乏确定约束关系,由此产生的差动转向效应会产生横摆力矩干扰,致使当前主流的DYC稳定性控制系统失效。本文依托于国家自然科学基金资助项目（51577120）“基于隐马尔可夫的全线控轮毂电动汽车操控稳定性关键问题研究”,和深圳市基础研究资助项目（JCYJ20170302142107025）“全轮转向轮毂电动起汽车节能与操纵稳定性关键问题研究”,开展了线控四轮电动汽车全轮转向和全轮驱动协调控制研究,处理了转向、驱动系统因结构属性模糊带来的运动冲突问题。围绕上述研究目的,主要开展了以下工作:（1）全线控轮毂电...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1分布式驱动轮毂电动汽车及其驱动单元
（a）传统集中式集中式驱动结构 （b）轮毂电动汽车分布式驱动结构图1.2 集中式驱动与分布式驱动底盘结构目前，轮毂电动汽车尚处在研发中，国内外许多高校企业都投入了大量精力，也取得许多喜人的研究成果，但是其距离实际量产依旧还存在许多关键技术难题，其中最为迫切的是轮毂电动汽车操控稳定性研究，其作为基础是其他关键技术研究的前提，故而更具迫切性。车辆的操纵稳定性是指在驾驶员尽量舒适状态下，车辆能遵循驾驶员意图行驶的能力，且当遭遇外界干扰时，车辆能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力[7]。由于采用分布式驱动，轮毂电动汽车各执行机构间不存在确定的机械约束，因此整车牵引控制效果依赖于各执行机构的协调，其动力学结构形式与传统汽车相差巨大。虽放宽了对控制系统设计的限制
（a）Ellica 轮毂电动汽车 （b）三菱 MIEV 概念车 （c）UOT Electric March（d）Seque 氢燃料概念车 （e）Ohio State University试验台 （f） 大山猫 轮式战车图1.3 国外分布式轮毂电机驱动车辆国内对此也开发了相应的试验平台并进行了相应的稳定性、平顺性等研究。例如，同济大学[21]相继开发的春晖系列电动车；清华大学[22, 23]设计的短途经济型微型轮毂电动汽车 哈利 ；吉林大学[6, 24-26]的全线控轮毂电动车平台UFEV；此外，香港中文大学[27, 28]、北京理工大学[7]、上海交通大学[29]、山东大学[30, 31]等大学及科研单位也针对轮毂电动汽车进行了样车开发。（a）同济大学 春晖 三号 （b）清华大学微型车 哈利 （c）吉林大学UFEV试验车（d）香港中文大学OK 1 （e）北京理工大学轮式战车 （f）山东大学试验车图1.4 国内分布式轮毂电机驱动车辆综上所述，虽然目前国内外不少机构针对轮毂电动汽车提出了一些产品级解决方案，但是实际上这种汽车的结构极其复杂，迫于安全、稳定、可靠性的原因，现阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂电机驱动电动汽车侧倾稳定性解耦控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠. 机械工程学报. 2017(16)
[2]从电力发展“十三五”规划看新能源发展[J]. 李琼慧,王彩霞. 中国电力. 2017(01)
[3]基于滑模控制的4WS汽车闭环操纵稳定性研究[J]. 谭运生,沈峘,黄满洪,梁中汉. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(11)
[4]一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究[J]. 罗玉涛,谭迪. 汽车工程. 2013(12)
[5]节能与新能源汽车产业发展规划[J]. 中国汽车界. 2012(08)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 杨福广,阮久宏,李贻斌,荣学文,邱绪云,尹占芳. 农业机械学报. 2011(10)
[8]4WID/4WIS电动车建模和特殊工况仿真[J]. 宗长富,刘经文,郑宏宇,宋攀,张强. 汽车工程. 2011(10)
[9]基于模型预测控制的汽车底盘集成控制[J]. 杨建森,郭孔辉,丁海涛,郝宝青,李飞. 吉林大学学报(工学版). 2011(S2)
[10]主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制算法[J]. 李刚,宗长富,姜立勇,梁赫奇,洪伟. 吉林大学学报(工学版). 2011(S2)
博士论文
[1]四轮毂电机电动汽车状态软测量及操纵稳定性控制系统研究[D]. 王成.吉林大学 2016
[2]基于约束优化的汽车集成控制研究[D]. 王御.吉林大学 2016
[3]轮毂电机驱动电动汽车状态估计及直接横摆力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大学 2016
[4]全线控四轮独立转向/驱动/制动电动汽车动力学集成控制研究[D]. 宋攀.吉林大学 2015
[5]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
[6]轮毂电机驱动电动车悬架和转向系统设计与性能匹配[D]. 史天泽.吉林大学 2015
[7]8×8轮毂电机驱动车辆操纵稳定性分析与控制研究[D]. 刘明春.北京理工大学 2015
[8]轮毂电机驱动电动汽车联合制动的模糊自整定PID控制方法研究[D]. 林辉.吉林大学 2013
[9]线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D]. 李刚.吉林大学 2013
[10]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]四轮独立电动车驱动/转向/制动稳定性集成控制算法研究[D]. 刘经文.吉林大学 2012
[2]基于驾驶员行为的车道保持系统神经网络决策与控制[D]. 朱波.吉林大学 2006
本文编号：3602338
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1分布式驱动轮毂电动汽车及其驱动单元
（a）传统集中式集中式驱动结构 （b）轮毂电动汽车分布式驱动结构图1.2 集中式驱动与分布式驱动底盘结构目前，轮毂电动汽车尚处在研发中，国内外许多高校企业都投入了大量精力，也取得许多喜人的研究成果，但是其距离实际量产依旧还存在许多关键技术难题，其中最为迫切的是轮毂电动汽车操控稳定性研究，其作为基础是其他关键技术研究的前提，故而更具迫切性。车辆的操纵稳定性是指在驾驶员尽量舒适状态下，车辆能遵循驾驶员意图行驶的能力，且当遭遇外界干扰时，车辆能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力[7]。由于采用分布式驱动，轮毂电动汽车各执行机构间不存在确定的机械约束，因此整车牵引控制效果依赖于各执行机构的协调，其动力学结构形式与传统汽车相差巨大。虽放宽了对控制系统设计的限制
（a）Ellica 轮毂电动汽车 （b）三菱 MIEV 概念车 （c）UOT Electric March（d）Seque 氢燃料概念车 （e）Ohio State University试验台 （f） 大山猫 轮式战车图1.3 国外分布式轮毂电机驱动车辆国内对此也开发了相应的试验平台并进行了相应的稳定性、平顺性等研究。例如，同济大学[21]相继开发的春晖系列电动车；清华大学[22, 23]设计的短途经济型微型轮毂电动汽车 哈利 ；吉林大学[6, 24-26]的全线控轮毂电动车平台UFEV；此外，香港中文大学[27, 28]、北京理工大学[7]、上海交通大学[29]、山东大学[30, 31]等大学及科研单位也针对轮毂电动汽车进行了样车开发。（a）同济大学 春晖 三号 （b）清华大学微型车 哈利 （c）吉林大学UFEV试验车（d）香港中文大学OK 1 （e）北京理工大学轮式战车 （f）山东大学试验车图1.4 国内分布式轮毂电机驱动车辆综上所述，虽然目前国内外不少机构针对轮毂电动汽车提出了一些产品级解决方案，但是实际上这种汽车的结构极其复杂，迫于安全、稳定、可靠性的原因，现阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂电机驱动电动汽车侧倾稳定性解耦控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠. 机械工程学报. 2017(16)
[2]从电力发展“十三五”规划看新能源发展[J]. 李琼慧,王彩霞. 中国电力. 2017(01)
[3]基于滑模控制的4WS汽车闭环操纵稳定性研究[J]. 谭运生,沈峘,黄满洪,梁中汉. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(11)
[4]一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究[J]. 罗玉涛,谭迪. 汽车工程. 2013(12)
[5]节能与新能源汽车产业发展规划[J]. 中国汽车界. 2012(08)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 杨福广,阮久宏,李贻斌,荣学文,邱绪云,尹占芳. 农业机械学报. 2011(10)
[8]4WID/4WIS电动车建模和特殊工况仿真[J]. 宗长富,刘经文,郑宏宇,宋攀,张强. 汽车工程. 2011(10)
[9]基于模型预测控制的汽车底盘集成控制[J]. 杨建森,郭孔辉,丁海涛,郝宝青,李飞. 吉林大学学报(工学版). 2011(S2)
[10]主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制算法[J]. 李刚,宗长富,姜立勇,梁赫奇,洪伟. 吉林大学学报(工学版). 2011(S2)
博士论文
[1]四轮毂电机电动汽车状态软测量及操纵稳定性控制系统研究[D]. 王成.吉林大学 2016
[2]基于约束优化的汽车集成控制研究[D]. 王御.吉林大学 2016
[3]轮毂电机驱动电动汽车状态估计及直接横摆力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大学 2016
[4]全线控四轮独立转向/驱动/制动电动汽车动力学集成控制研究[D]. 宋攀.吉林大学 2015
[5]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
[6]轮毂电机驱动电动车悬架和转向系统设计与性能匹配[D]. 史天泽.吉林大学 2015
[7]8×8轮毂电机驱动车辆操纵稳定性分析与控制研究[D]. 刘明春.北京理工大学 2015
[8]轮毂电机驱动电动汽车联合制动的模糊自整定PID控制方法研究[D]. 林辉.吉林大学 2013
[9]线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D]. 李刚.吉林大学 2013
[10]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]四轮独立电动车驱动/转向/制动稳定性集成控制算法研究[D]. 刘经文.吉林大学 2012
[2]基于驾驶员行为的车道保持系统神经网络决策与控制[D]. 朱波.吉林大学 2006
本文编号：3602338
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