電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可以單獨(dú)控制,從而使整車具備優(yōu)越的空間穩(wěn)定性控制潛力,相關(guān)研究已經(jīng)成為汽車動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,上述研究主要集中于驅(qū)動(dòng)輪力矩分配等上層控制策略,針對(duì)底層執(zhí)行系統(tǒng)控制的研究較少。本文對(duì)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)車輛的運(yùn)行工況及性能約束進(jìn)行分析,搭建動(dòng)力學(xué)模型;優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、研制試驗(yàn)樣車并進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證;設(shè)計(jì)底盤協(xié)同控制策略,采用多種控制算法進(jìn)行整車橫擺-側(cè)傾穩(wěn)定性控制。本文主要內(nèi)容包括:(1)結(jié)合電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和行駛工況,建立15自由度整車模型,對(duì)懸架-轉(zhuǎn)向-輪轂電機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)耦合特性進(jìn)行分析;搭建CarSim/Simulink仿真平臺(tái),通過多工況仿真分析,客觀評(píng)價(jià)輪轂電機(jī)引入對(duì)整車操穩(wěn)性和平順性的影響。(2)針對(duì)輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能退化和平順性惡化問題,改進(jìn)懸架結(jié)構(gòu);進(jìn)行懸架-轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上研制電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái),通過實(shí)車試驗(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)向性、操穩(wěn)性和平順性進(jìn)行驗(yàn)證。(3)由于整車質(zhì)量分布關(guān)系導(dǎo)致簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量比值很小,使整車平順性顯著惡化,為此,基于直線電機(jī),設(shè)計(jì)饋能型主動(dòng)懸架系統(tǒng)以及調(diào)理電路;以能耗最低和平順性最優(yōu)為控制目標(biāo),利用LQG算法,設(shè)計(jì)最優(yōu)控制器;通過仿真試驗(yàn)和對(duì)比驗(yàn)證饋能型主動(dòng)懸架在改善電動(dòng)輪汽車行駛平順性和提高整車能耗方面的有效性。(4)在整車動(dòng)力學(xué)分析和子系統(tǒng)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,制定底盤分層協(xié)同控制策略。利用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)、主動(dòng)懸架和雙重轉(zhuǎn)向原理,以輪胎力和整車動(dòng)力學(xué)為約束條件,采用優(yōu)化算法進(jìn)行執(zhí)行器的作動(dòng)力和力矩分配,采用復(fù)合控制方法和滑模控制方法實(shí)現(xiàn)車輛橫擺和側(cè)傾穩(wěn)定性協(xié)同控制;通過Carsim和MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真驗(yàn)證了控制策略的有效性。本文基于理論分析和實(shí)車試驗(yàn)相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車底層執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)同控制,為上層控制策略的實(shí)施奠定了基礎(chǔ),對(duì)于相關(guān)研究具有理論參考價(jià)值和工程應(yīng)用意義。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

圖2-9 輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性為了提高建模精度，本文提出考慮飽和作用的電機(jī)力矩響應(yīng)模型，如圖 2-10 所示。圖2-10 輪轂電機(jī)仿真模型0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600020406080100120140160180200轉(zhuǎn)速 (r/min)轉(zhuǎn)矩/Nm

2.2.5 電機(jī)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向輸入軸、轉(zhuǎn)向輸出軸、齒條、助力電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器以及控制器等零部件構(gòu)成。將系統(tǒng)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，得到如圖2-13所示的簡(jiǎn)化模型。圖2-13 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模型電動(dòng)輪汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻力矩由外力矩和內(nèi)力矩構(gòu)成，其中，外力矩由差動(dòng)驅(qū)動(dòng)附加力矩、重力回正阻力矩和側(cè)向力回正阻力矩構(gòu)成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部阻力矩由三部

最主要的影響是導(dǎo)致主銷橫向偏移距增大，轉(zhuǎn)向阻力矩增大，動(dòng)態(tài)行駛時(shí)對(duì)側(cè)向力很敏感，高速穩(wěn)定性變差，驗(yàn)證影響車輛操縱性和安全性。本文所采用的雙節(jié)臂式懸架系統(tǒng)如圖3-1所示�？梢允固摂M鉸接點(diǎn)位于輪內(nèi)，保證主銷下點(diǎn)的位置合理，使得控制臂與轉(zhuǎn)向節(jié)的實(shí)際鉸接點(diǎn)仍在輪外，不與車輪產(chǎn)生干涉，滿足輪轂電機(jī)的安裝要求。使得懸架主銷位置設(shè)置更加靈活，不局限于物理結(jié)構(gòu)約束，即提供輪內(nèi)空間，又保證主銷參數(shù)和車輛輪距等整體參數(shù)。圖3-1 雙節(jié)臂懸架結(jié)構(gòu)原理本車轉(zhuǎn)向采用電機(jī)助力型機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，利用優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形，要求能夠滿足操穩(wěn)性要求同時(shí)和懸架及車身不產(chǎn)生干涉。本車架的設(shè)計(jì)需要達(dá)到兩個(gè)要求：一是滿足整車剛度和強(qiáng)度要求，保證承受一定強(qiáng)度的路面沖擊；二是空間布局合理，能夠布置下座椅、電池、懸架等各種機(jī)械系統(tǒng)和附件。利用Adams/Car建立整車虛擬樣機(jī)如圖3-2所示。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丁升林;;關(guān)于礦用電動(dòng)輪汽車維修的成本研究[J];智能城市;2016年11期

2 胡明振;郭年琴;;礦用電動(dòng)輪汽車運(yùn)行效率及維修成本數(shù)學(xué)模型[J];煤炭學(xué)報(bào);2009年11期

3 胡明振;陳爽;郭年琴;;大型礦用電動(dòng)輪汽車大修周期及經(jīng)濟(jì)性研究與分析[J];礦山機(jī)械;2009年03期

4 胡明振;郭年琴;;礦用電動(dòng)輪汽車經(jīng)濟(jì)壽命影響因素分析與估算[J];礦山機(jī)械;2008年21期

5 劉超;胡明振;錢志森;;礦用電動(dòng)輪汽車第一次大修期確定方法[J];黑龍江科技信息;2008年04期

6 郭年琴;胡明振;曾愛兵;;礦用電動(dòng)輪汽車經(jīng)濟(jì)壽命預(yù)測(cè)[J];金屬礦山;2008年01期

7 ;電動(dòng)輪汽車“神醫(yī)”——謝秀忠[J];中國(guó)培訓(xùn);2006年04期

8 羅泉根,黃初皓,封麗琴;電動(dòng)輪汽車輪馬達(dá)翻轉(zhuǎn)架的研制[J];礦山機(jī)械;2002年05期

9 王建平;電動(dòng)輪汽車的專檢與潤(rùn)滑保養(yǎng)[J];世界采礦快報(bào);2000年08期

10 劉紅;Ⅲ型電動(dòng)輪汽車電腦框架的修復(fù)[J];世界采礦快報(bào);2000年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 鄭竹安;基于電動(dòng)輪汽車的制動(dòng)踏板行程模擬器及制動(dòng)平順性研究[D];吉林大學(xué);2013年

2 楊蔚華;半主動(dòng)懸架電動(dòng)輪汽車的動(dòng)力學(xué)特性與振動(dòng)控制研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

3 王吉;電動(dòng)輪汽車制動(dòng)集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究[D];吉林大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊棟;電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車對(duì)開路面起步的雙重轉(zhuǎn)向控制[D];燕山大學(xué);2018年

2 李亮;電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車空間穩(wěn)定性解耦控制機(jī)理與方法[D];燕山大學(xué);2018年

3 張偉;電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車多重耦合建模與底盤協(xié)同控制[D];燕山大學(xué);2018年

4 汪義偉;盤式電機(jī)集成電動(dòng)輪研究設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)性能分析[D];華中科技大學(xué);2017年

5 楊俊;電動(dòng)輪減振系統(tǒng)及其垂向性能優(yōu)化研究[D];南昌大學(xué);2018年

6 蘇健;電動(dòng)輪汽車EPS與DYC集成控制策略研究[D];江蘇大學(xué);2017年

7 占澤晟;電動(dòng)輪汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制策略的研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

8 陳唐建;全電動(dòng)輪汽車行駛穩(wěn)定性控制策略研究[D];北京信息科技大學(xué);2013年

9 鄭迎;電動(dòng)輪汽車高效制動(dòng)能量回收及制動(dòng)防抱死控制研究[D];吉林大學(xué);2016年

10 楊舒涵;電動(dòng)輪汽車差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制策略研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2872766