基于差力主动转向的电动轮车耦合动力学控制研究

发布时间：2017-08-22 00:32

  本文关键词：基于差力主动转向的电动轮车耦合动力学控制研究

  更多相关文章： 差力主动转向 传递函数模型 状态空间方程模型 模型参考自适应 四自由度车辆模型 七自由度车辆模型

【摘要】：电动汽车在差力主动转向时容易出现过多转向或者不足转向,与此同时电动车在转向时制动容易出现打滑。为此本文建立了基于四自由度车辆模型的差力主动转向模型。并将四自由度车辆动力学模型的多输入—多输出模型转化为单输入—单输出的传递函数模型,以便分析单个输入量对单个输出量的响应,并将四自由度车辆模型转化为状态空间方程模型,应用李雅普诺夫稳定性原理和卡尔曼稳定性理论分析了系统的稳定性和可控性、可观性,通过稳定性理论的分析表明本文所建立的四自由度模型稳定并且可控可观。将计算出来的状态空间方程模型标定为被控对象,选取国内某电动车的参数代入状态空间模型,将计算出来的理想模型设定为参考模型,同时设计了自适应控制策略中的模型参考自适应控制策略对车辆进行控制。整个控制过程是分别针对单个输出量进行控制,使车辆系统在差力主动转向的时具有良好的稳定性,各项性能指标均能达到良好的水平,仿真数据整体超调量较小,且逐渐稳定。针对车辆在差力主动转向时出现紧急制动的工况下,对电动轮车的滑移率和轮胎侧偏角进行控制,建立七自由度整车模型与ABS联合仿真模型用以解决电动车制动时的操纵稳定性,设计的ABS控制方法运用逻辑门限值控制策略,但本文设计出的逻辑门限值控制不同于传统逻辑门限值控制,将传统的控制策略原来的减压至角减速度-a停止变为至+a停止,仿真数据表现出了车轮在转向制动时具有较好操纵稳定性,轮胎滑移率始终保持在最佳滑移率,没有出现车轮抱死状态,轮胎侧偏角表现良好。
【关键词】：差力主动转向 传递函数模型 状态空间方程模型 模型参考自适应 四自由度车辆模型 七自由度车辆模型
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 电动汽车国内研究现状9-11
• 1.2.2 电动汽车国外研究现状11-12
• 1.3 论文研究的主要目的和内容12-14
• 1.3.1 论文研究的目的12
• 1.3.2 论文研究的内容12-14
• 2 四自由度车辆模型14-32
• 2.1 差力主动转向14-17
• 2.1.1 差力主动转向的提出14-16
• 2.1.2 差力主动转向机理16-17
• 2.2 四自由度车辆动力学模型17-32
• 2.2.1 四自由度车辆动力学方程17-19
• 2.2.2 四自由度车辆simulink模型19-22
• 2.2.3 四自由度车辆模型的仿真22-32
• 3 传递函数模型32-36
• 3.1 激励为方向盘转矩时的传递函数32-33
• 3.1.1 速度 60km/h时的传递函数模型32-33
• 3.1.2 速度 80km/h时的传递函数模型33
• 3.1.3 速度 120km/h时的传递函数模型33
• 3.2 激励为前轮驱动力差时的传递函数33-34
• 3.2.1 速度 60km/h时的传递函数模型33
• 3.2.2 速度 80km/h时的传递函数模型33-34
• 3.2.3 速度 120km/h时的传递函数模型34
• 3.3 激励为后轮驱动力差时的传递函数34-35
• 3.3.1 速度 60km/h时的传递函数模型34
• 3.3.2 速度 80km/h时的传递函数模型34
• 3.3.3 速度 120km/h时的传递函数模型34-35
• 3.4 结论35-36
• 4 系统的稳定性和可控性可观性分析36-42
• 4.1 系统的状态空间方程36-39
• 4.2 基于李雅普诺夫稳定性分析39-40
• 4.3 系统的可控性与可观性分析40-42
• 5 自适应控制研究42-48
• 5.1 自适应控制42-45
• 5.1.1 自适应控制原理42-43
• 5.1.2 模型参考自适应控制设计43-45
• 5.2 仿真分析45-46
• 5.3 结论46-48
• 6 七自由度整车与ABS联合仿真48-64
• 6.1 七自由度整车模型48-54
• 6.1.1 七自由度车辆动力学方程48-50
• 6.1.2 七自由度车辆simulink模型50-54
• 6.2 七自由度车辆与ABS控制模型54-59
• 6.2.1 车辆动力学模型54
• 6.2.2 轮胎模型54-56
• 6.2.3 制动系统模型56
• 6.2.4 控制系统模型56-59
• 6.3 仿真分析59-64
• 6.3.1 加入ABS控制后四轮滑移率仿真数据59-60
• 6.3.2 加入ABS控制后轮胎侧偏角仿真数据60-61
• 6.3.3 仿真结果61-64
• 7 论文总结与展望64-66
• 7.1 总结64-65
• 7.2 展望65-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果72

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本文编号：716074