本文關鍵詞：四輪獨立驅動電動汽車差動助力轉向系統(tǒng)控制研究

  更多相關文章： 電動汽車 輪轂電機驅動 差動助力轉向 扭矩特性 模糊PID 滑模變結構

【摘要】：隨著石油資源的迅速遞減與大氣污染的加劇,高效率、零排放的電動汽車在最近幾年成為了國內(nèi)外的研究熱點。本文以本校車輛實驗室開發(fā)的微型輪轂電機四輪獨立驅動電動汽車為研究對象,根據(jù)四輪獨立驅動電動汽車的輪轂電機能獨立控制的特點,提出一種新型的適應于電動輪獨立驅動電動汽車的差動助力轉向的助力方式,主要的工作內(nèi)容有以下幾個方面：(1)基于Matlab/Simulink平臺建立四輪獨立驅動電動汽車的整車動力學模型,包括三自由度、五自由度的車身模型、輪轂電機模型、轉向系統(tǒng)動力學模型、輪胎模型。在前輪轉角輸入下,對兩種車身動力學模型進行開環(huán)仿真對比,分析車輛的側傾運動和俯仰運動對車輛仿真結果的影響。(2)依據(jù)電動助力轉向的助力特性建立差動轉向助力曲線,深入研究基于轉向盤轉角和車速的差動助力轉向的直接控制策略以及方向盤回正時的差動控制策略,由于轉向輪的差動會造成車輛在轉向時的橫擺角速度值增大,使車輛的穩(wěn)定性降低。本文在前輪差動的基礎上利用模糊PID控制理論,建立了基于最佳橫擺角速度的后輪差動補償控制策略。(3)利用Carsim軟件對所建立的整車模型進行驗證,在模型足夠精確的條件下,基于PI控制器對車速進行控制,在勻速工況下,針對不同的車速對差動助力轉向的有效性和車輛的穩(wěn)定性進行仿真,仿真結果表明所設計的差動助力轉向系統(tǒng)能夠在有效減輕轉向手力的同時,使車輛的橫擺角速度穩(wěn)定在最優(yōu)值附近。(4)針對汽車轉向不足的特性,在路徑規(guī)劃的基礎上,基于滑�？刂评碚搶﹄妱悠嚨暮筝嗊M行差動控制以輔助轉向,并在極限工況下,即方向盤轉角為零的情況下進行仿真,驗證該控制的可行性,以進一步增強所設計的差動轉向系統(tǒng)的有效性。
【關鍵詞】：電動汽車 輪轂電機驅動 差動助力轉向 扭矩特性 模糊PID 滑模變結構
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 電動汽車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 差動助力轉向技術發(fā)展概況11-15
• 1.3.1 輪轂電機四輪獨立驅動電動汽車差動助力轉向原理11-12
• 1.3.2 差動助力轉向與現(xiàn)有助力轉向技術的比較12-15
• 1.3.3 差動助力轉向與直接橫擺力矩控制(DYC)的區(qū)別15
• 1.3.4 差動助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)勢15
• 1.4 差動助力轉向的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 四輪獨立驅動電動汽車動力學建模與分析18-28
• 引言18
• 2.1 車輛動力學模型的建立18-26
• 2.1.1 車輛動力學模型的建立18-22
• 2.1.2 輪轂電機模型的建立22-23
• 2.1.3 輪胎模型的建立23-26
• 2.2 車輛Simulink開環(huán)仿真26-27
• 2.2.1 車輛系統(tǒng)Simulink開環(huán)仿真分析26-27
• 2.3 本章小結27-28
• 第三章 差動助力轉向的原理及動力學特性分析28-41
• 引言28
• 3.1 轉向系統(tǒng)模型的建立28-29
• 3.2 輪胎繞主銷的回正力矩29-30
• 3.3 轉向器在轉向主銷處的摩擦力矩30
• 3.4 轉向或回正過程的判定30-31
• 3.5 差動助力轉向動力學特性分析31-34
• 3.5.1 理想方向盤手力曲線的設計要求31
• 3.5.2 差動助力轉向助力曲線的確定31-32
• 3.5.3 直線型助力曲線參數(shù)的確定32
• 3.5.4 零車速時的助力特性曲線增益系數(shù)K_0的確定32-34
• 3.5.5 差動助力轉向控制器的設計34
• 3.6 直接橫擺力矩控制對差動助力轉向的補償控制34-38
• 3.6.1 理想橫擺角速度34-35
• 3.6.2 控制器的設計35-36
• 3.6.3 模糊控制器的特點36-37
• 3.6.4 基于最佳橫擺角速度的后輪差動控制37-38
• 3.7 滑移率的控制38-40
• 3.7.1 車輪的滑移率38
• 3.7.2 最優(yōu)滑移率38-39
• 3.7.3 最佳滑移率的控制39-40
• 3.8 本章小結40-41
• 第四章 差動助力轉向系統(tǒng)的仿真與驗證41-53
• 引言41-42
• 4.1 車輛動力學模型的驗證42-45
• 4.1.1 運動學模型聯(lián)合仿真驗證42-44
• 4.1.2 輪胎模型的驗證44-45
• 4.2 車輛行駛PI控制45-47
• 4.3 仿真參數(shù)47-48
• 4.4 轉向輕便性仿真分析48-52
• 4.4.1 電動汽車以30km/h勻速行駛時48-49
• 4.4.2 電動汽車以50km/h勻速行駛時49-50
• 4.4.3 方向盤轉角正弦輸入工況50-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第五章 基于后輪差動的主動轉向控制53-62
• 引言53-54
• 5.1 鏈式系統(tǒng)的路徑規(guī)劃54
• 5.2 期望橫擺角速度的設計54-55
• 5.3 控制器的設計55-58
• 5.3.1 滑模變結構控制簡介55
• 5.3.2 滑動模態(tài)及數(shù)學表達式55-56
• 5.3.3 車輛二自由度模型的建立56-57
• 5.3.4 滑�？刂破鲾�(shù)學模型的建立57-58
• 5.4 基于后輪差動的主動轉向控制的仿真與驗證58-61
• 5.4.1 換道工況58-59
• 5.4.2 高速公路匝道工況59-61
• 5.5 本章小結61-62
• 第六章 總結與展望62-63
• 6.1 全文總結62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-68
• 作者簡介68

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本文編號：1060390