本文關(guān)鍵詞：輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)及轉(zhuǎn)矩分配策略研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化,電動(dòng)汽車以其零排放或極低排放成為未來(lái)交通發(fā)展的方向。作為電動(dòng)汽車的一種,輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車由于動(dòng)力分散式驅(qū)動(dòng)、整車空間布置靈活和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為電動(dòng)汽車的重要發(fā)展方向。與傳統(tǒng)車相比,輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車操縱穩(wěn)定性控制和行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)等技術(shù)是影響輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車性能的核心關(guān)鍵問題。本文以輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車為研究對(duì)象,開展了車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器、車輛行駛控制目標(biāo)參數(shù)算法和基于操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩分配策略等方面的研究,對(duì)改善輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的整車性能和深化車輛動(dòng)力學(xué)理論具有較高的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文建立了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車7自由度整車仿真平臺(tái),仿真平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì),其中整車動(dòng)力學(xué)模型由車體模型、輪轂電機(jī)模型、車輪模型、輪胎模型、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型、液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型和路面模型等組成；整車控制器模型包括駕駛員駕駛意圖模型和阿克曼轉(zhuǎn)向差速模型,并建立了基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的輪轂電機(jī)能量效率模型、駕駛員加速意圖模型和駕駛員平穩(wěn)駕駛意圖模型。本文設(shè)計(jì)了基于MCMC (Markov Chain Monte Carlo)粒子濾波算法的車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器,研究了基于MCMC粒子濾波算法的縱向車速、側(cè)向車速和橫擺角速度等行駛狀態(tài)參數(shù)的觀測(cè)方法。本文研究了考慮車輛轉(zhuǎn)向時(shí)各輪垂直載荷轉(zhuǎn)移引起輪胎側(cè)偏剛度變化的車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法,該算法研究建立了縱／側(cè)向加速度-各輪垂直載荷-輪胎側(cè)偏剛度-車輛控制目標(biāo)參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系。在上述研究的基礎(chǔ)上,本文研究了基于操縱穩(wěn)定性的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配策略研究,該策略采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制策略,以車輛在低附著路面上行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性轉(zhuǎn)矩分配控制策略為研究的切入點(diǎn),重點(diǎn)分析了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車多目標(biāo)參數(shù)相互耦合控制的問題,研究了改善輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性的途徑。本文研發(fā)了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車試驗(yàn)樣車和整車的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。通過輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車整車試驗(yàn)和硬件在環(huán)仿真分析,分析了基于MCMC粒子濾波算法的車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器的特性,驗(yàn)證本文所研究的車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)算法、控制目標(biāo)參數(shù)算法和基于操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩分配策略,結(jié)果表明,所提出的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車算法和轉(zhuǎn)矩分配策略具有一定的有效性。
【關(guān)鍵詞】：輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車 狀態(tài)參數(shù)觀測(cè) 轉(zhuǎn)矩分配 控制策略
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 常用符號(hào)表9-14
• 1 引言14-28
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制算法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-24
• 1.3.1 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)算法研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3.3 基于操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩分配策略研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4 論文選題的目的24
• 1.5 論文的研究?jī)?nèi)容24-28
• 2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車試驗(yàn)樣車開發(fā)28-52
• 2.1 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車試驗(yàn)樣車整體方案設(shè)計(jì)28-34
• 2.1.1 整車試驗(yàn)樣車的功能及目標(biāo)28
• 2.1.2 整車試驗(yàn)樣車主要零部件選型/改裝設(shè)計(jì)28-32
• 2.1.3 整車試驗(yàn)樣車控制系統(tǒng)零部件布置設(shè)計(jì)32-33
• 2.1.4 整車試驗(yàn)樣車的底盤設(shè)計(jì)33-34
• 2.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車整車控制器軟硬件開發(fā)34-49
• 2.2.1 整車控制器功能需求分析及整體方案設(shè)計(jì)34-36
• 2.2.2 整車控制器硬件開發(fā)36-40
• 2.2.3 整車控制器軟件開發(fā)40-44
• 2.2.4 整車控制器軟硬件調(diào)試44-49
• 2.3 本章小結(jié)49-52
• 3 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器研究52-70
• 3.1 車輛控制系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法及算法研究52-55
• 3.1.1 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法分析52-53
• 3.1.2 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)算法分析53-55
• 3.2 基于MCMC粒子濾波車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器研究55-61
• 3.2.1 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-56
• 3.2.2 MCMC粒子濾波觀測(cè)器研究56-61
• 3.3 MCMC粒子濾波觀測(cè)器狀態(tài)方程及量測(cè)方程研究61-69
• 3.3.1 基于非線性車輛模型的狀態(tài)方程及量測(cè)方程研究61-64
• 3.3.2 基于輪胎模型的狀態(tài)方程及量測(cè)方程研究64-68
• 3.3.3 量測(cè)噪聲調(diào)節(jié)方法研究68-69
• 3.4 本章小結(jié)69-70
• 4 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配策略研究70-98
• 4.1 車輛操縱穩(wěn)定性分析70-73
• 4.1.1 車輛“失穩(wěn)”分析70-71
• 4.1.2 車輛操縱穩(wěn)定性的表征方法研究71-73
• 4.2 基于分層結(jié)構(gòu)的操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)73-74
• 4.3 考慮輪胎側(cè)偏剛度變化的車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法研究74-80
• 4.3.1 考慮輪胎側(cè)偏剛度變化的車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法設(shè)計(jì)75
• 4.3.2 基于車輛動(dòng)力學(xué)的各輪垂直載荷與縱/橫向加速度關(guān)系研究75-76
• 4.3.3 基于“魔術(shù)公式”輪胎模型側(cè)偏剛度與垂直載荷關(guān)系研究76-78
• 4.3.4 基于車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)的控制目標(biāo)與輪胎側(cè)偏剛度關(guān)系研究78-80
• 4.4 基于操縱穩(wěn)定性的車輛橫擺力矩算法研究80-89
• 4.4.1 操縱穩(wěn)定性控制靈敏度設(shè)計(jì)80-82
• 4.4.2 橫向控制目標(biāo)權(quán)重系數(shù)調(diào)節(jié)82-84
• 4.4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的橫擺力矩算法研究84-89
• 4.5 基于約束條件的轉(zhuǎn)矩分配控制策略研究89-96
• 4.5.1 轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的研究89-91
• 4.5.2 電機(jī)約束條件分析91-93
• 4.5.3 路面附著約束條件分析93-94
• 4.5.4 驅(qū)動(dòng)防滑約束條件分析94-95
• 4.5.5 各輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配求解95-96
• 4.6 本章小結(jié)96-98
• 5 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制算法仿真分析及試驗(yàn)驗(yàn)證98-136
• 5.1 整車仿真平臺(tái)研究98-119
• 5.1.1 整車仿真平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)研究98-100
• 5.1.2 七自由度整車動(dòng)力學(xué)模型建立100-112
• 5.1.3 整車控制器模型建立112-119
• 5.2 基于試驗(yàn)樣車和硬件在環(huán)的算法及相關(guān)策略試驗(yàn)驗(yàn)證119-126
• 5.2.1 基于試驗(yàn)樣車的整車動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)驗(yàn)證119-121
• 5.2.2 基于試驗(yàn)樣車的車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)算法試驗(yàn)驗(yàn)證121-123
• 5.2.3 基于硬件在環(huán)的車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法試驗(yàn)驗(yàn)證123-124
• 5.2.4 基于硬件在環(huán)的操縱穩(wěn)定性轉(zhuǎn)矩分配策略試驗(yàn)驗(yàn)證124-126
• 5.3 基于仿真平臺(tái)的算法及相關(guān)策略仿真分析126-132
• 5.3.1 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)觀測(cè)算法仿真分析126-128
• 5.3.2 車輛控制目標(biāo)參數(shù)算法仿真分析128-129
• 5.3.3 基于操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩分配策略仿真分析129-132
• 5.4 本章小結(jié)132-136
• 6 全文總結(jié)136-140
• 6.1 論文的主要工作及結(jié)論136-138
• 6.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)138
• 6.3 展望138-140
• 參考文獻(xiàn)140-148
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果148-152
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集152

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 永井正夫;;基于先進(jìn)控制技術(shù)的車輛主動(dòng)安全領(lǐng)域研究展望(英文)[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2010年01期

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本文編號(hào)：1073828