电动轮驱动汽车恶劣路况底盘协同空间稳定性控制
发布时间：2022-02-19 09:35
基于驱动轮转矩、转速能够独立精准控制的特点,电动轮驱动汽车在空间稳定性控制方面有着独特的优势,非常符合未来智能特种车辆的发展需求。然而,特种车辆经常需要在冰雪、泥泞、凹凸不平等恶劣路面行驶,电动轮驱动汽车必须能够实现与其行驶工况相适应的底盘协同动力学稳定性控制。本文以电动轮驱动特种车辆为研究对象,以实际工作中可能遇到的恶劣路况为外部激励,通过搭建整车动力学模型、针对不同恶劣路况设计协同控制策略、仿真求解和实车试验展开研究,旨在提高电动轮驱动特种车辆的空间稳定性。本文的主要内容为:（1）以电动轮驱动汽车自身结构特性入手,根据控制策略开发需求,建立了整车18自由度模型,主要包括车身部分、悬架部分、车轮部分、驱动系统部分,以及针对良好路面、低附路面和不平路面的轮胎模型和基于反馈调节的驾驶员模型部分。（2）针对特种车辆在野外作业中的典型恶劣工况开展了协同控制策略开发。针对低附路面,分析了车辆产生滑转的原理,设计了包括直接限制转矩控制和滑模算法的低附过弯协同控制器,通过离线仿真证明了协同控制算法在车辆纵-横稳定性控制上的有效性;针对对开路面,分析了差动转向运动机理,针对全力起步工况,设计了双重转...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 低附路面平面稳定性控制研究现状与发展趋势
1.2.2 对开路面行驶方向控制研究现状与发展趋势
1.2.3 不平路面车身姿态控制研究现状与发展趋势
1.3 课题来源和主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第2章 整车动力学建模
2.1 建模假设与坐标系选择
2.2 车身模型
2.3 悬架模型
2.4 车轮模型
2.5 轮胎模型
2.6 驱动系统模型
2.7 驾驶员模型
2.8 本章小结
第3章 低附路面纵横稳定性协同控制
3.1 低附路面稳定性控制器系统架构
3.2 纵向稳定性控制器设计
3.2.1 驱动防滑控制基本原理
3.2.2 最佳滑转率估计
3.2.3 直接限制转矩控制
3.3 横摆稳定性控制器设计
3.3.1 求解控制变量的期望值
3.3.2 滑模控制器的搭建
3.4 仿真验证
3.5 本章小结
第4章 对开路面双重转向控制
4.1 对开路面双重转向控制机理
4.2 双重转向控制器架构
4.3 双重转向控制器设计
4.3.1 差动转向控制器设计
4.3.2 主动前轮转向控制器设计
4.4 仿真验证
4.5 本章小结
第5章 不平路面横摆-侧倾稳定性控制
5.1 不平路面电动轮汽车失稳分析
5.2 不平路面横摆侧倾联合控制器架构
5.3 联合控制器设计
5.3.1 横摆控制器开发
5.3.2 侧倾控制器开发
5.4 仿真验证
5.5 本章小结
第6章 基于快速原型的实车试验
6.1 试验设备介绍
6.1.1 试验样车
6.1.2 车载传感器
6.1.3 数据采集系统
6.1.4 硬件在环控制系统
6.1.5 实车试验方案设计
6.2 实车试验验证
6.2.1 稳态圆周试验
6.2.2 双移线试验
6.2.3 电动轮驱动汽车对开路面双重转向试验
6.3 本章小结
结论
参考文献
附录 车辆参数
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]极限工况下主动前轮转向汽车稳定性控制[J]. 李绍松,郭孔辉,仇韬,陈虹,王国栋,崔高健. 汽车工程. 2020(02)
[2]基于dSPACE的车辆自动驾驶仿真系统设计[J]. 任女尔,唐兰文. 信息与电脑(理论版). 2020(02)
[3]产业融合背景下的新能源汽车技术发展趋势[J]. 王震坡,黎小慧,孙逢春. 北京理工大学学报. 2020(01)
[4]电动汽车再生制动与防抱死制动协调控制[J]. 周海林,严世榕,刘战. 福州大学学报(自然科学版). 2020(01)
[5]能源革命与新能源智能汽车[J]. 欧阳明高. 中国工业和信息化. 2019(11)
[6]基于时间系数的单点预瞄驾驶员模型分析[J]. 马芳武,佘烁,吴量,王佳伟,史津竹,代凯. 汽车工程. 2019(03)
[7]A Novel Integrated Stability Control Based on Differential Braking and Active Steering for Four-axle Trucks[J]. Buyang Zhang,Changfu Zong,Guoying Chen,Yanjun Huang,Ting Xu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019(01)
[8]纯电动汽车的复合制动与主动悬架的协同控制[J]. 黄晨,洪俊,李克强,罗禹贡,孙晓强,王臣. 汽车安全与节能学报. 2018(04)
[9]对开路面汽车紧急制动的稳定性控制[J]. 李卫兵,吴琼,王翔宇,李亮. 汽车安全与节能学报. 2018(03)
[10]Rollover prevention control for a four in-wheel motors drive electric vehicle on an uneven road[J]. ZHANG LiPeng,LI Liang,QI BingNan. Science China（Technological Sciences）. 2018(06)
博士论文
[1]复杂工况下牵引力控制系统控制方法及关键问题研究[D]. 冉旭.清华大学 2017
[2]基于顶层设计的车辆底盘系统协同控制理论与技术研究[D]. 黄晨.江苏大学 2014
硕士论文
[1]低附工况下四轮驱动电动汽车牵引力控制算法研究[D]. 李雪栋.合肥工业大学 2019
[2]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[3]纯电动汽车复合制动与主动悬架协同控制研究[D]. 王臣.江苏大学 2018
[4]凝冰路面汽车行驶安全控制研究[D]. 曾鹏.武汉理工大学 2018
本文编号：3632661
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 低附路面平面稳定性控制研究现状与发展趋势
1.2.2 对开路面行驶方向控制研究现状与发展趋势
1.2.3 不平路面车身姿态控制研究现状与发展趋势
1.3 课题来源和主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第2章 整车动力学建模
2.1 建模假设与坐标系选择
2.2 车身模型
2.3 悬架模型
2.4 车轮模型
2.5 轮胎模型
2.6 驱动系统模型
2.7 驾驶员模型
2.8 本章小结
第3章 低附路面纵横稳定性协同控制
3.1 低附路面稳定性控制器系统架构
3.2 纵向稳定性控制器设计
3.2.1 驱动防滑控制基本原理
3.2.2 最佳滑转率估计
3.2.3 直接限制转矩控制
3.3 横摆稳定性控制器设计
3.3.1 求解控制变量的期望值
3.3.2 滑模控制器的搭建
3.4 仿真验证
3.5 本章小结
第4章 对开路面双重转向控制
4.1 对开路面双重转向控制机理
4.2 双重转向控制器架构
4.3 双重转向控制器设计
4.3.1 差动转向控制器设计
4.3.2 主动前轮转向控制器设计
4.4 仿真验证
4.5 本章小结
第5章 不平路面横摆-侧倾稳定性控制
5.1 不平路面电动轮汽车失稳分析
5.2 不平路面横摆侧倾联合控制器架构
5.3 联合控制器设计
5.3.1 横摆控制器开发
5.3.2 侧倾控制器开发
5.4 仿真验证
5.5 本章小结
第6章 基于快速原型的实车试验
6.1 试验设备介绍
6.1.1 试验样车
6.1.2 车载传感器
6.1.3 数据采集系统
6.1.4 硬件在环控制系统
6.1.5 实车试验方案设计
6.2 实车试验验证
6.2.1 稳态圆周试验
6.2.2 双移线试验
6.2.3 电动轮驱动汽车对开路面双重转向试验
6.3 本章小结
结论
参考文献
附录 车辆参数
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]极限工况下主动前轮转向汽车稳定性控制[J]. 李绍松,郭孔辉,仇韬,陈虹,王国栋,崔高健. 汽车工程. 2020(02)
[2]基于dSPACE的车辆自动驾驶仿真系统设计[J]. 任女尔,唐兰文. 信息与电脑(理论版). 2020(02)
[3]产业融合背景下的新能源汽车技术发展趋势[J]. 王震坡,黎小慧,孙逢春. 北京理工大学学报. 2020(01)
[4]电动汽车再生制动与防抱死制动协调控制[J]. 周海林,严世榕,刘战. 福州大学学报(自然科学版). 2020(01)
[5]能源革命与新能源智能汽车[J]. 欧阳明高. 中国工业和信息化. 2019(11)
[6]基于时间系数的单点预瞄驾驶员模型分析[J]. 马芳武,佘烁,吴量,王佳伟,史津竹,代凯. 汽车工程. 2019(03)
[7]A Novel Integrated Stability Control Based on Differential Braking and Active Steering for Four-axle Trucks[J]. Buyang Zhang,Changfu Zong,Guoying Chen,Yanjun Huang,Ting Xu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019(01)
[8]纯电动汽车的复合制动与主动悬架的协同控制[J]. 黄晨,洪俊,李克强,罗禹贡,孙晓强,王臣. 汽车安全与节能学报. 2018(04)
[9]对开路面汽车紧急制动的稳定性控制[J]. 李卫兵,吴琼,王翔宇,李亮. 汽车安全与节能学报. 2018(03)
[10]Rollover prevention control for a four in-wheel motors drive electric vehicle on an uneven road[J]. ZHANG LiPeng,LI Liang,QI BingNan. Science China（Technological Sciences）. 2018(06)
博士论文
[1]复杂工况下牵引力控制系统控制方法及关键问题研究[D]. 冉旭.清华大学 2017
[2]基于顶层设计的车辆底盘系统协同控制理论与技术研究[D]. 黄晨.江苏大学 2014
硕士论文
[1]低附工况下四轮驱动电动汽车牵引力控制算法研究[D]. 李雪栋.合肥工业大学 2019
[2]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[3]纯电动汽车复合制动与主动悬架协同控制研究[D]. 王臣.江苏大学 2018
[4]凝冰路面汽车行驶安全控制研究[D]. 曾鹏.武汉理工大学 2018
本文编号：3632661
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