分布式驱动电动汽车AFS和DYC协调控制策略研究

发布时间：2022-12-18 14:43

　　目前,发展电动汽车已成为汽车产业实现节能和减排的重要方法,而车辆的主动安全性与驾驶舒适性又是汽车开发的研究重点。分布式驱动电动汽车由于每个轮毂电机可独立地进行控制,在车辆行驶稳定性控制方面具有巨大的潜在优势。为了进一步提高分布式驱动电动汽车的路径保持能力和行驶稳定性,本文设计了主动前轮转向（AFS）和直接横摆力矩控制（DYC）协调控制策略。通过对AFS和DYC两套子系统合理地分配工作强度和时序,不仅有助于提高行驶稳定性,同时能减轻轮胎磨损,改善驾驶舒适性。首先,对车辆动力学模型进行构建,分析了不同载荷下车轮受力情况对车辆横摆运动的影响。介绍了 AFS与DYC的工作原理与性能,分别探讨了其对车辆稳定性的影响,为协调控制策略的设计奠定了理论基础。然后,设计了 AFS和DYC协调控制策略,主要由两部分构成:（1）提出了一种基于质心侧偏角-质心侧偏角速度（β-β）相平面法的稳定性判别方法,根据不同的路面附着系数设定相平面稳定性边界系数,合理划分了协调控制区间,从而判别车辆是否失稳,切换合适的子系统。（2）考虑到极限工况下驾驶员反应不及时、驾驶员行为与执行机构之间往往存在时间延迟等问题,车辆将错... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 车辆横向稳定性控制的研究现状
        1.2.1 主动前轮转向控制的研究现状
        1.2.2 直接横摆力矩控制的研究现状
        1.2.3 预测控制研究现状
        1.2.4 主动前轮转向与直接横摆力矩分层协调控制的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 分布式驱动电动汽车动力学模型
    2.1 引言
    2.2 车辆坐标系的建立
    2.3 车辆动力学模型
        2.3.1 车体动力学模型
        2.3.2 轮胎模型
    2.4 AFS和DYC的工作特性研究
        2.4.1 AFS的工作特性研究
        2.4.2 DYC的工作特性研究
    2.5 本章小结
第3章 AFS和DYC协调控制策略的设计
    3.1 引言
    3.2 协调控制策略设计方案
    3.3 基于相平面法的行驶状态识别
        3.3.1 相平面理论基础概述
        3.3.2 基于相平面法的汽车稳定性分析
        3.3.3 基于相平面法的协调控制策略的设计
    3.4 行驶状态预测算法的设计
        3.4.1 马尔可夫过程
        3.4.2 马尔可夫链
        3.4.3 转移概率矩阵
        3.4.4 基于流挖掘技术及马尔可夫理论的预测算法
        3.4.5 速度和加速度状态预测
        3.4.6 前轮转角状态预测
    3.5 基于模糊控规则的协调控制区域划分
    3.6 本章小结
第4章 AFS控制策略和DYC控制策略的设计
    4.1 引言
    4.2 AFS控制策略的设计
        4.2.1 模型预测控制理论
        4.2.2 基于模型预测控制的AFS控制策略的设计
    4.3 基于前馈-反馈的DYC控制策略的设计
        4.3.1 前馈控制策略的设计
        4.3.2 LQR反馈控制策略的设计
    4.4 变权重系数调节器的设计
        4.4.1 转向状态预测
        4.4.2 权重系数规则的制定
    4.5 基于横摆力矩的驱动轮转矩分配
        4.5.1 各个车轮制动力控制的效果
        4.5.2 驱动轮的驱、制动力分配
    4.6 本章小结
第5章 AFS和DYC协调控制策略仿真验证
    5.1 引言
    5.2 基于流挖掘的行驶状态预测算法验证
    5.3 仿真车辆参数
    5.4 AFS和DYC协调控制策略仿真平台搭建
    5.5 车辆操纵稳定性仿真实验分析
        5.5.1 方向盘转角阶跃输入工况
        5.5.2 蛇形实验工况
        5.5.3 双移线工况
    5.6 本章小结
第6章 全文总结与工作展望
    6.1 论文研究工作总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性MPC方法的车辆稳定性控制[J]. 郝西祥,陈亚伟,邵毅明.  重庆理工大学学报(自然科学). 2019(02)
[2]汽车主动转向与直接横摆力矩协调控制[J]. 赵林峰,高晓程,谢有浩,从光好.  汽车工程学报. 2019(01)
[3]电动汽车发展综述[J]. 胡堋湫,谭泽富,邱刚,王欣煜,邓明.  电气应用. 2018(20)
[4]马尔科夫理论在无人系统中的研究现状[J]. 严浙平,杨泽文,王璐,岳立冬,潘晓丽.  中国舰船研究. 2018(06)
[5]RBF神经网络的主动前轮转向滑模控制[J]. 夏长高,赵维林,任英文.  机械设计与制造. 2018(09)
[6]基于转矩协调分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制[J]. 张细政,郑亮.  中国机械工程. 2018(15)
[7]分布驱动轮式车辆差动转向动力学特性研究[J]. 徐涛,申焱华,张文明,谢锦程.  汽车工程. 2018(07)
[8]国内外电动汽车推行政策模式分析[J]. 韩刚团,沈嘉聪.  城乡建设. 2018(08)
[9]大型客车横向稳定性仿真分析[J]. 郭应时,鲁玉萍,付锐,杨菲.  中国公路学报. 2018(04)
[10]乘用车横向稳定性控制联合仿真[J]. 吴刚院,刘丹,陈娟娟.  汽车技术. 2018(03)

博士论文
[1]分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究[D]. 谢宪毅.吉林大学 2018
[2]基于马尔可夫链的道路交通事故预测研究及应用[D]. 赵玲.长安大学 2013
[3]基于线控技术的四轮主动转向汽车控制策略仿真研究[D]. 杜峰.长安大学 2009
[4]双轴汽车电子稳定性协调控制系统研究[D]. 郭建华.吉林大学 2008

硕士论文
[1]基于横摆特性的横摆力矩与主动前轮转向集成控制策略研究[D]. 魏高琳.吉林大学 2018
[2]基于模型预测控制的智能车辆横向运动控制研究[D]. 王艺.江苏大学 2018
[3]EPS与AFS集成转向系统研究[D]. 罗才伟.重庆大学 2016
[4]四轮毂电机驱动车辆转向稳定性控制[D]. 汪杰.北京理工大学 2015
[5]轿车主动前轮转向与电子稳定性系统协调控制策略研究[D]. 高新朝.吉林大学 2012



本文编号：3722238