电动轮汽车的电液复合ABS协调控制

发布时间：2017-10-06 23:17

  本文关键词：电动轮汽车的电液复合ABS协调控制

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【摘要】：能源与环境污染问题使得汽车产业亟需作出相应的转变,而这种转变究其根源就是改变传统汽车对不可持续的能源(如石油)的绝对依赖。而电动汽车汽车在行驶过程中,不消耗石油燃料,能量转换效率比传统汽车高一倍,而且没有任何排放污染、噪声小和热辐射低,同时电动汽车的结构简单,维护与保养方便,体积小巧,可以缓解城市交通拥挤的现状。因此,电动汽车将是汽车工业未来发展的一个重要方向,其研发和运用将开创汽车产业新格局。电动轮汽车是电动汽车的其中一种,起源于上个世纪五十年代,它在轮毂上将动力装置、传动装置和制动装置进行集成,能够大大简化了车辆的结构,能够更好地方便进行底盘的布置和车身造型。电动轮汽车轮毂电机既可以产生动力,也可以通过能量回收而产生制动力,而且响应速度快,但存在制动力矩不够大的局限;而普通液压制动系统,能够提供较大的制动力矩,但存在响应速度慢、制动力矩控制精度不够高和液压阀不宜频繁开关等局限。如果两者能够互补,既能实现制动的响应速度快,又能实现制动力矩足够大,则能够达到较好制动控制效果。ABS(制动防抱死系统)已经成为当前汽车主动安全装置的普遍配置,开展针对电动轮汽车的新型ABS制动的研究很有必要。本研究以Fiat Bravo作为原型,针对ABS制动仿真的需求和特性,在ADAMS中对整车动力学进行了ABS制动仿真建模;通过多次型设计了一种新型的路面辨识器,可以通过电动轮汽车配置的各种传感器较为准确的估测出路面的附着系数,传递给复合控制系统,以便于上层控制器控制。针对ABS控制设计了电液复合双层ABS控制器,其中上层采用模糊PID耦合前馈控制,通过传感器解算出所需的力矩,下层接受上层计算好所需的力矩,根据逻辑进行分配,对电机和液压制动力矩进行控制;此外,对构建的电液复合双层ABS控制器分别在均匀标准路面、均匀低附着路面、对开路面和对接路面进行了仿真测试,仿真测试结果显示,设计的电液复合双层ABS控制器对于各种路面均有较好的适应能力,鲁棒性较好,控制平稳且不严重抖振。
【关键词】：ABS 电动轮汽车 电液复合控制 模糊控制 路面辨识
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 汽车产业的转变11-12
• 1.3 电动轮的概述与结构12-14
• 1.4 ABS发展历史14-15
• 1.5 国内外研究现状及本文研究内容15-18
• 1.5.1 ABS控制方法15-16
• 1.5.2 研究现状和内容16-18
• 1.6 论文结构18-19
• 第二章 车辆仿真模型构建19-26
• 2.1 道路模型19
• 2.2 驾驶员文件设计19-20
• 2.3 整车动力学模型构建20-24
• 2.3.1 制动器模型20-21
• 2.3.2 车身模型21-22
• 2.3.3 轮胎模型22
• 2.3.4 悬架模型22-23
• 2.3.5 转向器模型23-24
• 2.4 电机模型和液压制动器模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 路面辨识26-35
• 3.1 N次型最优化拟合理论26-31
• 3.1.1 基本概念26-27
• 3.1.2 拟合算法改进27-29
• 3.1.3 算法测试29-31
• 3.2 利用N次型的路面辨识器设计31-32
• 3.3 辨识效果32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 复合控制系统35-48
• 4.1 滑移率控制器（上层）35-41
• 4.1.1 模糊PID的构建35-40
• 4.1.2 前馈控制器40-41
• 4.2 电液复合力矩控制（下层）41-47
• 4.2.1 电液复合控制策略42-44
• 4.2.2 电液复合控制系统测试44-45
• 4.2.3 实际测试情况45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 整体仿真测试48-62
• 5.1 电液复合 ABS 双层控制器的联合仿真模型48
• 5.2 在均匀标准路面上的仿真结果48-52
• 5.3 均匀低附着路面测试52-55
• 5.4 对开路面测试55-58
• 5.5 对接路面测试58-61
• 5.6 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 附录 168-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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本文编号：985579