纯电动汽车极限工况下的ESC控制研究

发布时间：2020-06-17 12:19

【摘要】：作为一种新型环保的代步工具,纯电动汽车具有较大的发展潜力。随着汽车高速化、车流密集化日趋明显,纯电动汽车的操纵稳定性和行驶安全性备受关注。在高速大转向、高速移线、侧向风干扰等极限工况下,纯电动汽车的轮胎极易工作于非线性区域,车辆质心侧偏角迅速增大,横摆角速度响应呈非线性变化,导致车辆偏离预定的行驶轨迹甚至出现失控状态。车辆电子稳定控制(ESC)系统可以控制极限工况下汽车的横摆力矩,限制轮胎侧偏角在一定范围内,并在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下对汽车的行驶状态进行主动干预,防止汽车在极限工况下失控。因此,本文以提高纯电动汽车的操纵稳定性和行驶安全性为出发点,对纯电动汽车在极限工况下的ESC控制问题进行研究,其主要研究工作如下:(1)分析纯电动汽车整车建模方法,根据纯电动汽车ESC控制研究的需要,综合考虑建模精度及效率、仿真运行速度及精度等因素,基于MATLAB/Simulink软件平台,采用理论建模法分别建立10自由度整车动力学模型、“魔术公式”轮胎模型、驱动电机及其控制器模型以及3自由度车辆参考模型。(2)在整车及关键零部件动力学建模的基础上,对纯电动汽车ESC系统控制进行具体的分析。确定ESC系统的控制参考量,设计基于EKF算法的质心侧偏角状态观测器,并分别制定各个控制参考量的控制准则对车辆运行状态进行判定;选取差动制动方法作为本文ESC系统研究的控制方法,在此基础上,通过单侧车轮制动方式实现各车轮制动器制动力的分配控制。(3)针对ESC系统的横摆力矩决策问题,基于模糊控制原理、LQG最优控制理论、PID控制方法和人群搜索算法,分别制定纯电动汽车ESC系统的模糊控制策略、LQG控制策略以及基于人群搜索算法优化的PID控制策略,并对比分析三种ESC控制策略各自的优缺点。(4)为了验证极限工况下纯电动汽车ESC控制策略的控制效果,选取方向盘角阶跃输入工况、ISO 3888紧急双移线工况进行MATLAB/Simulink离线仿真,并在FMVSS126法规常用的正弦停滞试验工况、侧向风干扰工况下,开展CarSim和MATLAB/Simulink的联合仿真分析,仿真结果表明,制定的ESC控制策略能够合理控制纯电动汽车横摆角速度及质心侧偏角,有效地抑制车辆的过多转向状态,减小车辆的侧向位移量,保证车辆良好的轨迹保持性和侧向稳定性,提高极限工况下纯电动汽车的操纵稳定性和行驶安全性。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72
【图文】：

图 1.1 汽车 ESC 系统具体组成Fig 1.1 Specific components of vehicle ESC system统中的传感器按照其功能不同大致上可分为两大类：一类的具体操作，主要包括方向盘转角传感器、制动主缸压力

左前轮“魔术公式”轮胎模型

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 谭淳洲;许桢贤;罗玲;易密;;基于四电机台架的纯电动汽车行驶能量流试验研究[J];汽车实用技术;2019年17期

2 泽贵;;中山电动公交车上路[J];广东交通;2011年02期

3 曹伟忠;;纯电动汽车维修典型问题研究[J];工程技术研究;2018年13期

4 李雪锋;;浅谈纯电动汽车常见故障及其排除[J];汽车实用技术;2019年01期

5 洪伟;;发展新能源汽车 纯电动汽车优先[J];国际人才交流;2019年02期

6 佘小芬;;纯电动汽车高压互锁及失效问题分析[J];内燃机与配件;2019年08期

7 黄美婷;;浅析我国纯电动汽车二手交易市场的建立[J];汽车实用技术;2019年12期

8 李强;;传统汽车与纯电动汽车能耗经济效益对比评估研究[J];财富时代;2019年02期

9 王大为;罗悦齐;;纯电动汽车发展面临的问题[J];汽车文摘;2019年08期

10 任杰;;纯电动汽车广泛推广使用可行性研究[J];时代汽车;2019年11期

相关会议论文 前10条

1 王威峰;;纯电动汽车充电口布置位置研究[A];第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2016年

2 何理;王佩瑶;宋冰;刘震;;纯电动汽车高低温充电控制策略测试与研究[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2016年

3 娄锋;汪小云;单冲;;纯电动汽车电机温度变化对整车平顺性的影响[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2016年

4 曹振新;林树森;焦卫东;朱建昌;;微型纯电动汽车的总体设计与计算分析[A];2014中国汽车工程学会年会论文集[C];2014年

5 张优;张海东;黄绍军;吴志文;;纯电动汽车空调制热方案探讨[A];2010中国汽车工程学会年会论文集[C];2010年

6 温宗孔;李建华;吴今今;;大力推广应用小型纯电动汽车[A];推进雾霾源头治理与洁净能源技术创新——第十一届长三角能源论坛论文集[C];2014年

7 廖涛;;重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年

8 李年根;;纯电动汽车研究与开发[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年

9 刘保国;;纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究[A];低碳陕西学术研讨会论文集[C];2010年

10 徐占林;;细分市场纯电动汽车研发与推广[A];第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 刘葳漪;纯电动汽车将回归“短途车”定位[N];北京商报;2019年

2 北京商报记者 陶凤 彭慧;北京累计推广纯电动汽车28.47万辆[N];北京商报;2019年

3 本报记者 陈梦竹;促进纯电动汽车节能技术应用 推动电动汽车降低能耗[N];中国质量报;2019年

4 本报记者 陈华 通讯员 郜征 王瑶;合肥加速发展纯电动汽车产业[N];工人日报;2019年

5 廖洋 信永华;时速超百公里的纯电动汽车研制成功[N];中国科学报;2019年

6 本报记者 刘惠媛;智能纯电动汽车引领“智慧”出行[N];宁夏日报;2019年

7 文泽;纯电动汽车自燃引关注 业内呼吁严把安全关[N];消费日报;2019年

8 王迎霞;我新一代纯电动汽车将打破地面充电桩藩篱[N];科技日报;2019年

9 记者 孙冉冉;北京取消纯电动汽车市级财政补助[N];中国政府采购报;2019年

10 报道组 戴建东 傅伟炎 通讯员 商文辉;婺城引进纯电动汽车集成服务项目[N];金华日报;2018年

相关博士学位论文 前10条

1 王勇;纯电动汽车双驱动力传动系统参数匹配与控制方法研究[D];重庆大学;2018年

2 王佳;纯电动汽车能量管理关键技术及高压安全策略研究[D];北京理工大学;2014年

3 刘蕾;纯电动汽车水冷永磁同步电机多工况热特性及冷却系统研究[D];合肥工业大学;2015年

4 张抗抗;纯电动汽车能效优化方法研究[D];清华大学;2014年

5 李海军;纯电动汽车用低温热泵型空调系统性能研究[D];西安建筑科技大学;2015年

6 李哲;纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究[D];清华大学;2011年

7 刘志强;纯电动汽车电液复合再生制动研究[D];武汉理工大学;2011年

8 周飞鲲;纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D];吉林大学;2013年

9 石庆升;纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究[D];山东大学;2009年

10 严筱;低碳交通背景下中国新能源汽车的市场扩散研究[D];中国地质大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 牛椺杰;纯电动车驱动系统匹配[D];吉林大学;2019年

2 蔡文奇;纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计[D];吉林大学;2019年

3 李轲达;云南省纯电动汽车企业竞争情报策略研究[D];云南大学;2018年

4 卢珊;纯电动汽车仿真软件CSEV的开发[D];长沙理工大学;2018年

5 张东明;面向纯电动汽车仿真的动力电池建模与SOC估计算法研究[D];郑州大学;2019年

6 汪杨凡;电动汽车起步台架模拟试验与分析[D];重庆理工大学;2019年

7 王加胜;纯电动汽车再生制动控制策略研究[D];重庆理工大学;2019年

8 唐小珠;复合电源纯电动汽车能量管理策略研究[D];西安石油大学;2019年

9 王德祝;复合电源纯电动汽车整车控制器研究[D];哈尔滨理工大学;2019年

10 李魁;基于Cruise和Simulink分布式驱动的纯电动汽车仿真[D];湖北汽车工业学院;2019年

本文编号：2717596