汽车主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制方法研究

发布时间：2023-03-26 17:07

　　一直以来,主动安全都是汽车行业的热点。随着底盘系统越来越庞大,系统之间的耦合问题也变得越来越严重,通过底盘集成控制不仅能够解决车辆动力学之间的干涉,还可以优化整车行驶性能。且在环保和能源问题日益加剧的环境下,人们对电动汽车的喜爱逐渐增加。相比传统汽车,电动轮驱动电动汽车具有能够独立控制各车轮转矩的独特优势,更有利于底盘各系统集成控制。车辆主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩(DYC)也是汽车未来发展方向,两者在电动汽车上集成具有实际工程意义。本文以轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,针对AFS和DYC两个子系统在某些工况下会有耦合干涉问题,分别建立AFS和DYC控制器。利用相平面法对车辆稳定性进行分析,搭建两者协调控制器,设计协调控制策略,对子系统进行权重分配,以此改善行驶车辆的安全稳定性能,主要研究内容如下:1、对CarSim内无电动轮驱动汽车模型,需对传统车辆模型进行改进,包括车体参数、传动系统、悬架系统以及轮胎模型,并对所改进模型与原模型进行仿真对比验证,确保其正确性,能够用于后续研究。2、基于AFS的汽车稳定性分析,搭建UniTire轮胎模型,设计非线性全维状态观测器,主要对车辆质...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 主动前轮转向国内外研究现状
        1.2.2 直接横摆力矩国内外研究现状
        1.2.3 主动前轮转向和直接横摆力矩集成控制研究现状
    1.3 本论文主要内容
2 四轮独立驱动电动汽车动力学模型的建立
    2.1 CARSIM车辆建模
        2.1.1 车体模型
        2.1.2 传动系统
        2.1.3 悬架系统
        2.1.4 UniTire轮胎模型
    2.2 理想车辆参考模型
        2.2.1 二自由度模型
        2.2.2 期望横摆角速度的选取
    2.3 车辆动力学模型仿真验证
    2.4 本章小结
3 主动前轮转向汽车稳定性研究
    3.1 主动前轮转向概述
    3.2 汽车稳定性控制研究分析
        3.2.1 横摆角速度与汽车稳定性关系
        3.2.2 质心侧偏角与汽车稳定性关系
        3.2.3 基于AFS的汽车稳定性控制分析
    3.3 基于全维状态理论的的车辆参数观测
        3.3.1 全维状态观测理论
        3.3.2 全维状态观测器设计
        3.3.3 验证
    3.4 主动前轮转向系统控制策略研究
        3.4.1 主动前轮转向控制系统框架
        3.4.2 滑模变结构控制理论
        3.4.3 滑模控制器设计
        3.4.4 滑模变结构控制的抖振抑制
    3.5 AFS滑膜控制系统仿真验证及结果分析
        3.5.1 角阶跃
        3.5.2 双移线
    3.6 本章小结
4 直接横摆力矩控制策略研究
    4.1 直接横摆力矩原理
    4.2 直接横摆力矩模糊滑模控制器
        4.2.1 模糊控制理论
        4.2.2 滑模控制器设计
        4.2.3 模糊控制器设计
    4.3 力矩分配控制器
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
5 汽车AFS与 DYC协调控制研究
    5.1 联合控制概述
    5.2 AFS与 DYC协调控制策略
    5.3 AFS与 DYC协调控制方法
        5.3.1 相平面理论
        5.3.2 相平面理论稳定性分析
        5.3.3 β -(?)相平面稳定边界确定
        5.3.4 相平面控制区域划分
        5.3.5 协调控制器设计
    5.4 仿真分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3771356