四轮驱动电动汽车操纵性改善与人—车闭环系统研究

发布时间：2022-05-12 18:12

　　电动车因其绿色清洁的特性,将成为未来出行的首要工具,同时四轮驱动电动汽车因其可控自由度多以及执行部件响应速度快的特点,为底盘动力学控制创造了新的研究方式。本文主要从两方面进行研究:一是底盘侧向动力学控制,利用四轮独立可驱的特点,开发可以改善汽车操纵性能的力矩矢量控制策略;二是探究操纵品质与控制特性参数间的关系,在人-车闭环系统中利用驾驶员模型进行大量变参数实验,探究操纵特性参数与操纵品质评价的关系。首先,回顾了电动汽车的发展历程以及其必要性,并对前人的四轮驱动动力学控制方法和基于人-车闭环的评价系统进行了回顾。根据仿真需求,建立较高精度的Carsim与Matlab/Simulink联合仿真动力学模型,主要有Carsim车辆模型的适配,外部驾驶员模型、电机模型的搭建,并进行基于实车数据的模型验证工作。之后,进行了面向操纵稳定性的力矩矢量控制策略的开发及仿真验证。基于二自由度汽车模型探讨了操纵性控制的基本机理以及直接横摆力矩控制对汽车行驶姿态变化的控制原理,提出了一种分层控制结构。其中,作为上层横摆力矩决策层,渐进地推导了一阶滑模、二阶滑模、基于RBF的自适应二阶滑模三种控制方法用以决策附... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 四轮驱动电动汽车研究现状
    1.3 四轮驱动横向动力学控制研究现状
    1.4 人-车闭环系统中操纵品质评价研究现状
    1.5 本文的主要工作及内容安排
第2章 四轮驱动电动汽车动力学系统建模
    2.1 四轮驱动电动汽车整车构型
    2.2 Carsim车辆动力学模型搭建
        2.2.1 车辆动力学模型搭建
        2.2.2 联合仿真接口配置
    2.3 外部模型搭建
        2.3.1 电机模型
        2.3.2 驾驶员模型
    2.4 模型验证
    2.5 本章小结
第3章 面向操纵性的力矩矢量控制策略研究
    3.1 操纵性改善的控制机理
        3.1.1 汽车二自由度模型
        3.1.2 直接横摆力矩控制对车辆运动的影响
    3.2 分层控制设计方案
    3.3 基于自适应二阶滑模控制的上层附加横摆力矩决策
        3.3.1 滑模控制基本原理
        3.3.2 RBF神经网络基本原理
        3.3.3 基于RBF的自适应二阶滑模控制
    3.4 下层纵向力矩分配研究
        3.4.1 轮胎力学分析
        3.4.2 基于最小化轮胎负荷的力矩分配策略
    3.5 仿真验证
        3.5.1 角脉冲试验仿真验证
        3.5.2 高附着双移线工况仿真验证
        3.5.3 低附着双移线工况仿真验证
    3.6 本章小结
第4章 人-车闭环系统中的转向操纵品质研究
    4.1 基于预瞄理论的侧向驾驶员模型及特性分析
        4.1.1 基于预瞄理论的侧向驾驶员模型
        4.1.2 固定预瞄时间驾驶员模型特性分析
        4.1.3 预瞄时间自适应修正
    4.2 转向操纵品质评价研究
        4.2.1 操纵性评价试验基本类型
        4.2.2 人-车闭环系统下的转向综合评价指标
    4.3 操纵特性参数对操纵品质评价的影响研究
        4.3.1 基于力矩矢量控制的人-车闭环试验方案设计
        4.3.2 操纵特性参数ω_n和ζ与操纵品质的关系
    4.4 本章小结
第5章 四轮驱动电动汽车试验验证
    5.1 VCU在环测试
    5.2 试验样车平台开发
        5.2.1 整车基本控制改装与调试
        5.2.2 实车数据在线处理与标定记录
    5.3 实车试验
        5.3.1 高/低附着路面双移线试验
        5.3.2 高/低附着路面蛇行试验
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3652764