电动轮驱动车辆主动转向的横摆稳定性集成控制研究

发布时间：2024-03-01 04:27

　　出于对环境和能源危机的忧虑,世界各国大力推进电动汽车的发展。轮毂电机驱动的电动汽车具有更高的能量转换效率、更简单的底盘机械结构、更好的控制性能,成为当下电动汽车研究的热点。由于装配轮毂电机的车轮易于独立控制,为提升车辆高速行驶的运动性能,本文基于模型预测控制算法对车辆主动转向和轮胎力分配进行集成控制。本文分析车辆水平运动,建立了包含纵向、侧向、横摆运动和四个车轮运动的七自由度动力学模型。考虑到转向和轮胎力分配都是受到轮胎特性的影响,利用魔术轮胎公式建立轮胎模型,通过CarSim软件仿真测试各个工况下轮胎特性。考虑到车辆水平行驶的动态特性,文中采用侧向、横摆二自由度模型设计四轮主动转型预测控制器。为提高车辆行驶稳定性,提出使侧偏角为零的四轮主动转向横摆角速度跟踪控制,利用带约束的预测控制模型,采用二次规划方法求解后轮转角和附加前轮转角。控制器在保证横摆角速度的前提下,减小车辆侧偏,从而提升电动车转向行驶的横摆稳定性,并利用Matlab/Simulink联合CarSim进行仿真验证。针对转向和轮胎力分配集成控制出现的耦合问题,分析转向和轮胎力共同影响车辆的横摆响应,提出利用附加横摆力矩的方...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 轮毂电机技术与电动汽车发展概况
    1.3 车辆动力学集成控制概述
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内发展现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 车辆动力学建模与集成结构分析
    2.1 底盘转向与驱动系统分析
        2.1.1 传统底盘转向与传动结构
        2.1.2 新型转向和传动系统
    2.2 车辆动力学模型分析
    2.3 轮胎模型与特性分析
        2.3.1 轮胎模型
        2.3.2 轮胎模型仿真特性分析
    2.4 集成控制分析
        2.4.1 集成控制结构简介
        2.4.2 转向与轮胎力集成控制设计
    2.5 车辆仿真软件CarSim简介
    2.6 本章小结
第3章 基于模型预测控制的四轮主动转向研究
    3.1 模型预测控制的基本理论
    3.2 主动四轮转向控制问题描述
        3.2.1 四轮转向预测模型建立
        3.2.2 参考模型预约束条件
        3.2.3 使质心侧偏角为零的四轮转向控制
    3.3 模型预测控制器设计
        3.3.1 预测方程建立
        3.3.2 带约束的线性系统预测控制
    3.4 横摆稳定跟踪控制的预测算法仿真验证
    3.5 本章小结
第4章 四轮转向与轮胎力集成控制
    4.1 四轮主动转向和轮胎力耦合分析
    4.2 预测控制层
    4.3 控制分配层
    4.4 集成控制仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究工作的不足和未来展望
参考文献
致谢



本文编号：3915419