基于提高车辆稳定性的分布式电动汽车转矩协调控制研究
发布时间：2022-10-05 16:26
汽车的发明极大的推动了人类社会的发展,但是近年来汽车数量的快速增长也使得能源短缺和环境污染问题愈加严重。纯电动汽车因为其使用可再生能源作为动力源且无排放污染的特点,获得了越来越多的关注。其中,分布式电动汽车可以采用轮毂电机直接驱动车轮行驶,不需要底盘的传动系统,每个车轮转矩独立可控。分布式电动汽车的结构优势,使得其相关的控制技术成为众多学者研究的热点。针对分布式电动汽车的稳定性控制问题,本文开展了分布式电动汽车横摆力矩控制、基于模型预测控制方法的转矩优化分配等研究。具体研究内容如下:（1）针对电动汽车稳定性研究的目的,分析了分布式电动汽车动力学特性。根据整车特性,简化车辆的运动自由度,以七自由度模型为基础分析了其横向和纵向及车轮的旋转动力学特性。在Simulink中建立了魔术轮胎模型、电机模型及驾驶员模型。使用Carsim建立了电动汽车车体模型,通过与在Simulink中建立的电机模型联合建立Carsim-Simulink联合仿真平台,并进行了典型工况的验证,为车辆稳定性控制系统研究提供了基础。（2）车辆稳定性分析。确定了横摆角速度和质心侧偏角为车辆的稳定性评价指标;建立了二自由度参考...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分布式电动汽车发展现状
1.2.2 整车稳定性控制研究现状
1.2.3 轮毂电机发展现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 分布式电动汽车动力学分析及整车建模
2.1 整车七自由度动力学模型
2.1.1 车身坐标系的建立
2.1.2 车辆动力学方程
2.2 魔术轮胎模型
2.3 轮毂电机及其控制器模型
2.3.1 轮毂电机建模
2.3.2 电机控制器
2.4 基于Carsim的整车建模
2.4.1 车辆模型的搭建
2.4.2 输入输出变量的设置
2.4.3 驾驶员模型
2.5 模型验证
2.6 本章小结
第三章 分布式电动汽车整车稳定性分析
3.1 稳定性控制研究的主要内容
3.2 车辆稳定性的影响因素与评价指标
3.3 车辆二自由度模型
3.4 车轮转矩分配方式对稳定性的影响
3.5 本章小结
第四章 分布式电动汽车分层控制策略设计
4.1 稳定性的分层控制策略
4.2 横摆力矩控制器的设计
4.2.1 模糊控制原理
4.2.2 模糊控制器的设计
4.3 基于模型预测的转矩协调分配
4.3.1 预测控制概述
4.3.2 预测模型
4.3.3 滚动优化控制器设计
4.4 转矩控制执行层设计
4.5 本章小结
第五章 分层控制策略的仿真与分析
5.1 整车控制系统
5.2 双移线行驶仿真分析
5.2.1 双移线仿真条件设置
5.2.2 仿真结果分析
5.3 正弦行驶仿真分析
5.3.1 正弦行驶仿真条件
5.3.2 仿真结果分析
5.4 低附着路面验证
5.4.1 低附着行驶仿真条件设置
5.4.2 低附着路面仿真结果
5.5 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制策略与仿真验证[J]. 张一西,马建,唐自强,刘晓东,贺伊琳. 甘肃农业大学学报. 2018(04)
[2]新能源汽车驱动电机发展现状及趋势分析[J]. 张军,肖倩,孟庆阔. 汽车工业研究. 2018(06)
[3]不同轮胎模型对于ESP仿真性能影响分析[J]. 邵星辰,孙跃东,周萍. 农业装备与车辆工程. 2018(05)
[4]2017年中国石油进出口状况分析[J]. 田春荣. 国际石油经济. 2018(03)
[5]偏心条件下轴向磁通轮毂电机不平衡弯矩建模与分析[J]. 邓文哲,左曙光,林福,吴双龙,毛钰. 电工技术学报. 2017(13)
[6]电动汽车驱动方式及未来发展[J]. 孙悦超. 电机与控制应用. 2016(11)
[7]4WID轮毂电机式电动汽车横摆稳定性滑模控制研究[J]. 刘秋生,徐延海,陈启,张众华. 广西大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]轮毂电机驱动技术的研究与进展[J]. 何仁,张瑞军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[9]基于MPC的大型车辆防侧翻控制方法[J]. 贺宜,褚端峰,吴超仲,严新平. 交通运输系统工程与信息. 2015(03)
[10]基于进化策略的轮毂电机永磁体结构优化设计[J]. 王晓远,高鹏. 中国电机工程学报. 2015(04)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车转矩协调优化控制研究[D]. 任秉韬.吉林大学 2017
[2]分布式电驱动车辆动力学状态参数观测及驱动力协调控制[D]. 褚文博.清华大学 2013
[3]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
[4]中国电动汽车产业发展财税政策研究[D]. 田博.财政部财政科学研究所 2012
[5]电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D]. 王军年.吉林大学 2009
硕士论文
[1]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
[2]四轮转向四轮驱动电动汽车动力学协调控制研究[D]. 李犇.吉林大学 2018
[3]四轮轮毂电机驱动电动车稳定性控制研究[D]. 童树林.吉林大学 2018
[4]我国汽车保有量快速增长对石油需求的影响研究[D]. 顾文娟.北京交通大学 2016
[5]深圳市电动汽车规模化推广政策研究[D]. 俞佳莉.清华大学 2016
[6]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[7]多因素协同作用下大客车侧向失稳研究及侧翻模拟系统的逆向开发[D]. 乔洁.长安大学 2014
[8]纯电动车复合电源系统及其管理策略研究[D]. 董昊龙.北京工业大学 2013
[9]转向工况下四轮驱动汽车扭矩分配控制研究[D]. 何铮斌.重庆大学 2012
[10]四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略的研究[D]. 蒋振江.重庆理工大学 2012
本文编号：3686114
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分布式电动汽车发展现状
1.2.2 整车稳定性控制研究现状
1.2.3 轮毂电机发展现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 分布式电动汽车动力学分析及整车建模
2.1 整车七自由度动力学模型
2.1.1 车身坐标系的建立
2.1.2 车辆动力学方程
2.2 魔术轮胎模型
2.3 轮毂电机及其控制器模型
2.3.1 轮毂电机建模
2.3.2 电机控制器
2.4 基于Carsim的整车建模
2.4.1 车辆模型的搭建
2.4.2 输入输出变量的设置
2.4.3 驾驶员模型
2.5 模型验证
2.6 本章小结
第三章 分布式电动汽车整车稳定性分析
3.1 稳定性控制研究的主要内容
3.2 车辆稳定性的影响因素与评价指标
3.3 车辆二自由度模型
3.4 车轮转矩分配方式对稳定性的影响
3.5 本章小结
第四章 分布式电动汽车分层控制策略设计
4.1 稳定性的分层控制策略
4.2 横摆力矩控制器的设计
4.2.1 模糊控制原理
4.2.2 模糊控制器的设计
4.3 基于模型预测的转矩协调分配
4.3.1 预测控制概述
4.3.2 预测模型
4.3.3 滚动优化控制器设计
4.4 转矩控制执行层设计
4.5 本章小结
第五章 分层控制策略的仿真与分析
5.1 整车控制系统
5.2 双移线行驶仿真分析
5.2.1 双移线仿真条件设置
5.2.2 仿真结果分析
5.3 正弦行驶仿真分析
5.3.1 正弦行驶仿真条件
5.3.2 仿真结果分析
5.4 低附着路面验证
5.4.1 低附着行驶仿真条件设置
5.4.2 低附着路面仿真结果
5.5 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制策略与仿真验证[J]. 张一西,马建,唐自强,刘晓东,贺伊琳. 甘肃农业大学学报. 2018(04)
[2]新能源汽车驱动电机发展现状及趋势分析[J]. 张军,肖倩,孟庆阔. 汽车工业研究. 2018(06)
[3]不同轮胎模型对于ESP仿真性能影响分析[J]. 邵星辰,孙跃东,周萍. 农业装备与车辆工程. 2018(05)
[4]2017年中国石油进出口状况分析[J]. 田春荣. 国际石油经济. 2018(03)
[5]偏心条件下轴向磁通轮毂电机不平衡弯矩建模与分析[J]. 邓文哲,左曙光,林福,吴双龙,毛钰. 电工技术学报. 2017(13)
[6]电动汽车驱动方式及未来发展[J]. 孙悦超. 电机与控制应用. 2016(11)
[7]4WID轮毂电机式电动汽车横摆稳定性滑模控制研究[J]. 刘秋生,徐延海,陈启,张众华. 广西大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]轮毂电机驱动技术的研究与进展[J]. 何仁,张瑞军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[9]基于MPC的大型车辆防侧翻控制方法[J]. 贺宜,褚端峰,吴超仲,严新平. 交通运输系统工程与信息. 2015(03)
[10]基于进化策略的轮毂电机永磁体结构优化设计[J]. 王晓远,高鹏. 中国电机工程学报. 2015(04)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车转矩协调优化控制研究[D]. 任秉韬.吉林大学 2017
[2]分布式电驱动车辆动力学状态参数观测及驱动力协调控制[D]. 褚文博.清华大学 2013
[3]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
[4]中国电动汽车产业发展财税政策研究[D]. 田博.财政部财政科学研究所 2012
[5]电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D]. 王军年.吉林大学 2009
硕士论文
[1]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
[2]四轮转向四轮驱动电动汽车动力学协调控制研究[D]. 李犇.吉林大学 2018
[3]四轮轮毂电机驱动电动车稳定性控制研究[D]. 童树林.吉林大学 2018
[4]我国汽车保有量快速增长对石油需求的影响研究[D]. 顾文娟.北京交通大学 2016
[5]深圳市电动汽车规模化推广政策研究[D]. 俞佳莉.清华大学 2016
[6]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[7]多因素协同作用下大客车侧向失稳研究及侧翻模拟系统的逆向开发[D]. 乔洁.长安大学 2014
[8]纯电动车复合电源系统及其管理策略研究[D]. 董昊龙.北京工业大学 2013
[9]转向工况下四轮驱动汽车扭矩分配控制研究[D]. 何铮斌.重庆大学 2012
[10]四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略的研究[D]. 蒋振江.重庆理工大学 2012
本文编号：3686114
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3686114.html
