罗昶[1]2004年在《双电机独立驱动电动车稳定性控制研究与试验车设计》文中提出论文根据系统具体控制对象将多电机独立驱动电动车的操稳性控制划分为间接稳定性控制与直接稳定性控制两大类，前者以优化车轮和路面的相对运动为目标；而后者直接以整车运动状态参量为调节对象。 针对双电机前轮驱动EV，提出了基于自由轮转速信息的驱动防滑控制。分析了汽车转向过程的差速动力学原理，在Ackermann-Jeantand转向几何模型下讨论了理想差速过程中车轮驱／制动转矩变化应满足的条件。根据上述分析提出了一种双模式转矩分配电子差速器设计思路。 分析了直接横摆力偶矩的产生与简化的转矩分配方怯。基于零侧偏理想模型设计了双电机EV的前馈直接横摆力偶矩控制器并进行数值仿真，结果显示该方法能一定程度改善操稳性，但控制效果受系统非线性影响较大。提出应用隐模型跟踪最优控制理论的DYC控制策略，设计了控制器并进行仿真计算，证明此控制方法能在降低质心侧偏的同时保证横摆角速度响应的稳定、平滑、快速，并能适应不同路面情况。通过仿真讨论前驱动或后驱动布局与DYC控制效果的关系以及系统对汽车质心参数变化的适应性。 设计并改装了双电机前轮独立驱动试验车。初步试车中该车转向与加速皆运行良好，以此为基础未来可进行控制策略实车测试。
张缓缓[2]2009年在《采用电动轮驱动的电动汽车转矩协调控制研究》文中指出在能源与环境的双重压力下,电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势,电动轮驱动汽车更成为汽车领域的研究重点。本文分析了电动轮驱动车辆的关键技术,结合国内外的研究现状,将整车转矩协调控制作为研究的切入点和突破口,主要进行了以下研究:首先建立了电动轮驱动电动车仿真平台。该平台能够在驾驶员模型的转向角和油门踏板输入下,准确反映车辆运行的路径和姿态,并能进行路径跟踪。针对目前电机性能的现状,分析了电机输出转矩的稳态和动态误差对车辆直线行驶稳定性的影响,利用横摆角速度作为判据,实现对直线行驶过程中的驱动转矩进行协调控制,保证车辆直线行驶的稳定性。分析了车辆在转弯行驶过程中的能量消耗特点。在深入研究车辆的转弯行驶阻力之后,提出了车辆准中性转弯节能行驶模式。并以车辆滑移功率最小为优化目标,以车辆运动方程为约束条件,进行了车辆转矩协调控制,通过动态分配驱动转矩,改善汽车行驶过程中的能量分配,达到节省能量的目的。基于稳定性为目标的转矩协调控制系统。依据车辆横摆角速度的误差为判据,来估算车辆的行驶姿态。通过单轮或多轮控制使车辆的行驶姿态与路径达到最佳,并用BP神经网络方法实现了整车的驱动转矩差动分配。在制动力干涉之前结合驱动力控制,采取驱动转矩协调控制,减少制动力在主动安全控制中的参与范围,可以起到减少能量损耗的作用。最后以威乐叁厢车为基础,建立电动轮驱动的理论研究与试验平台,利用dSPACE作为整车控制器,来验证所提的控制方法的正确性。本文提出的多目标的转矩协调控制系统可作为电动轮驱动领域研究的重要理论基础与参考,对掌握采用电动轮驱动的电动车的关键技术和形成自主开发能力具有重要的指导意义。
许世维[3]2017年在《前轴双电机后轴单电机（DFSRM）四驱电动汽车驱制动控制策略及模拟试验台开发研究》文中认为面对日趋严峻的能源危机和环境危机,大力发展电动汽车已成为国内外汽车工业界的战略共识。四驱电动汽车既具有节能环保的优点,又具有动力性、稳定性等方面的优势,已经成为近年来电动汽车发展的一种趋势。本文以前轴双电机、后轴单电机四驱电动汽车(Dual Front Motor and Single Rear Motor 4-wheel-drive Electric Vehicle,下文均简称:DFSRM四驱电动汽车)为研究对象,结合汽车动力学理论、电机控制理论和智能控制理论,深入研究了四驱电动汽车的驱动控制、滑行制动控制和复合制动控制叁个关键的问题,结合本文所研究的DFSRM四驱电汽车结构特点,针对每个问题提出了对应的解决方案和控制策略,并基于A&D5435平台开发了DFSRM四驱电动汽车驱制动系统模拟试验台,通过仿真和试验验证相结合的方法验证了所提出的控制策略的有效性。本文主要研究内容如下:(1)针对四驱电动汽车的性能特点,通过对比6种不同拓扑结构四驱电动汽车的优缺点,最终选择前轴双电机、后轴单电机驱动的DFSRM四驱电动汽车作为研究车型;根据该车型的结构特点,确定动力系统中电机和蓄电池的类型以及拓扑结构,并参照整车性能指标进行动力系统参数匹配;根据动力系统的匹配结果,利用AVL Cruise和MATLAB/Simulink建立整车动力学仿真模型及动力系统模型,为后续控制策略的仿真研究提供了可靠的仿真平台。(2)DFSRM四驱电动汽车驱动控制策略。针对四驱电动汽车能量消耗问题,从经济性角度出发,基于电机损耗模型和拉格朗日乘子法制定了电机工作效率优化的基准转矩分配策略;针对起步或急加速等动力需求较大的工况,从动力性角度出发制定了基于驾驶意图的转矩补偿模糊控制策略;针对湿滑路面等低附着条件下可能会出现的车轮滑转等危险工况,从安全性角度出发制定了基于前轮滑转率相近、后轮滑转率高选的直线行驶工况驱动防滑控制策略。利用车辆动力学仿真平台,在变加速起步工况、CCBC和HWYFET循环工况、分离路面工况下分别对上述驱动控制策略进行仿真,仿真结果表明本文提出的驱动控制策略分别在动力性、经济性和安全性方面取得了较好的效果。(3)DFSRM四驱电动汽车平路滑行制动控制策略。针对电动汽车平路滑行制动过程中存在的滑行距离与滑行能量回收之间的矛盾,通过分析滑行制动过程中驾驶员操作动作特点,提出了基于驾驶风格模糊辨识的滑行制动状态判断方法,并根据不同道路工况滑行制动的特点,采用模糊控制理论分别制定了高速公路工况和郊区/城市道路工况的滑行制动模糊控制策略。利用车辆动力学仿真平台,在高速公路工况、郊区/城市道路工况、滑行制动转入驱动工况下进行滑行制动控制策略的仿真,仿真结果表明本文提出的滑行制动控制策略能够在不同工况下保证滑行距离,并且能够较好地回收滑行制动能量。(4)DFSRM四驱电动汽车复合制动控制策略。针对四驱电动汽车复合制动系统制动能量回收率和制动舒适性的问题,提出了基于制动意图识别和舒适性优化的复合制动分层控制策略,通过基于LVQ神经模糊系统的制动意图识别,优化了前后轴电机制动力与液压制动力的分配,并根据电机制动和液压制动响应特性的差异,通过协调执行层中的制动力来保证制动舒适性。利用车辆动力学仿真平台,在单次制动工况、NEDC循环工况下进行复合制动控制策略仿真,仿真结果表明本文提出的复合制动控制策略能够在保证制动性能的前提下,有效地提高了制动能量回收率和制动舒适性。(5)DFSRM四驱电动汽车驱制动模拟试验台开发及控制策略验证。针对电动汽车控制策略验证所面临的开发周期长、成本高等问题,开发了能够反映DFSRM四驱电动汽车结构特点的驱制动系统模拟试验台,该试验台采用全电惯量模拟方式模拟负载,设计了电机和液压制动控制系统,在考虑实时性因数的前提下,基于A&D5435平台开发了模拟试验台驱制动控制系统,并通过驱动、滑行制动和复合制动试验,验证了本文所提出的控制策略的效果。
张雷[4]2015年在《分布式驱动电动汽车制动系统关键技术研究》文中指出电动汽车是解决当前社会能源和环境危机的有效方案。随着电机和电池技术的不断发展,分布式驱动电动汽车应运而生。分布式驱动电动汽车具有精确迅速的驱/制动响应,有利于提高汽车的制动效能和制动稳定性,具有广阔的发展前景。因此,针对分布式驱动电动汽车制动系统的关键技术进行研究具有重要意义。本文结合国家973项目“分布式驱动电液复合制动系统特性与控制方法研究”,以分布式驱动电动汽车试验平台为研究基础,重点研究了常规转弯制动工况下四轮制动力分配方法、再生制动和液压制动系统的协调控制策略、基于模型预测的主动横摆控制方法。本文搭建了分布式驱动电动汽车试验平台。由轮毂电机实现驱动和再生制动,由液压线控制动系统实现液压制动,由步进电机实现单轮独立转向,由基于单片机的整车控制器实现上层控制算法和各子系统的协调控制。该试验平台可实现单轮驱动、再生制动、液压制动及转向,具有灵活的控制方式和良好的可扩展性。提出了常规制动四轮制动力分配方法。综合考虑了载荷转移和横向力需求,采用先前后轴后内外侧的顺序分配方式。针对前后轴制动力分配,在满足车辆横向力需求的前提下,路面附着所能提供的剩余的轮胎力用于纵向制动。针对内外侧制动力分配,以轮胎负荷为优化目标,得到内外侧制动力分配应与垂向载荷成正比。该分配方法可以保证车辆操纵稳定性且充分利用路面附着。提出了再生制动和液压制动的协调控制策略。在防抱制动过渡过程中以一个表征车辆触发防抱制动系统(ABS)可能性的系数协调再生制动的退出,以避免ABS频繁触发和退出引起的振荡;在防抱制动过程中根据路面附着采用相应的协调控制方法,在保证制动安全性的前提下,改善制动的舒适性和能量回馈效率。针对主动横摆控制(AYC)介入和退出不及时,提出了基于模型预测的主动横摆控制算法。设计了名义横摆角速度和名义车身侧偏角。考虑车辆动力学,以名义横摆角速度预估值和实际横摆角速度预估值的偏差作为控制量,对车辆稳定性的变化趋势进行预判,从而改善AYC控制的及时性。并提出了基于车身侧偏角稳定裕度的主动横摆力矩算法作为辅助控制算法,改善车辆在大车身侧偏角下的操纵稳定性。根据分布式驱动电动汽车干预方式灵活的特点提出了被控车轮选择策略,并在此基础上提出了驱/制动力抗阶跃分配方式,避免了干预力矩的突变。
赵明慧[5]2014年在《基于复合滑动率控制的4WID-EV驱动力分配研究》文中认为四轮独立驱动纯电动汽车以其零排放、低噪音及良好的调速特性等优势，成为未来交通工具的主要发展方向之一，成为世界各国汽车技术研究的重点。对四轮独立驱动电动汽车驱动系统进行研究，提高其四轮协调运转的能力，改善汽车运行质量，对电动汽车及类似工程应用有实际意义和参考价值。研制了两辆四轮独立驱动四轮转向电动样车(4WID-4WS-EV)试验平台。第一辆为四轮轮边电机独立驱动电动汽车，即为轴驱；第二辆为四轮轮毂电机独立驱动电动汽车，即为轮驱。样车均为每个车轮配备一个电机，整车除动力系统外，还包括行驶系统、转向系统、制动系统和测控系统等。本文针对第二辆电动样车进行了理论研究、控制模拟及试验验证。首先对整车及轮胎进行动力学分析，运用仿真软件ADAMS/View建立了整车动力学模型。利用系统辨识理论及方法对电动汽车进行系统辨识，在此基础上，为每个独立电机驱动系统建立了数学模型；基于Matlab/Simulink平台，应用电力拖动理论建立了电机模型；通过系统辨识阶跃响应法进行实车试验，并与联合仿真试验相结合，建立了电机驱动控制器数学模型，最终搭建了整车联合仿真模型。针对研制的电动样车，提出了等转矩和等功率四轮驱动力分配策略，应用最优控制理论设计了四轮驱动系统最优控制器，确定了控制器的参考输入。利用所提出的驱动力分配策略，基于ADAMS/View和Matlab/Simulink联合仿真平台，对建立的整车模型及最优控制器模型进行了不同工况的仿真试验，对试验结果进行了分析，证明所搭建模型的正确性，驱动系统能够按照控制策略分配驱动力，所设计控制器具有快速、稳定与准确的控制作用。提出了基于复合滑动率控制的四轮驱动力分配策略，建立了驱动力优化分配的数学模型，通过合理分配四轮驱动电机电流，使四轮滑动率及滑动率变化率的平方加权和为最小。车辆根据各轮所处工作状态按需分配驱动电流，每个轮为整车运行提供应有的纵向驱动力，使四轮滑动率趋向一致，减少各轮之间相互推动或拖拽作用力，进而减少功率内耗。在Matlab/Simulink中建立了驱动力优化分配控制器，获得整车优化控制联合仿真模型。为保证电动汽车在转弯行驶工况的横向稳定性，建立了线性二自由度单轨两轮车辆模型，利用车辆理想横摆角速度及理想质心侧倾角，设计了前馈控制器，对电动车辆的四轮转角及横摆力矩进行优化；运用最优控制理论设计了反馈控制器，将前馈与反馈控制器得到的四轮转角及横摆力矩输入车辆模型，对整车横向运动进行控制，改善车辆的横向操纵稳定性。利用整车联合仿真模型，进行了匀速直线行驶、匀加速直线行驶、转弯行驶等工况的联合仿真分析，对复合滑动率控制策略的驱动力优化分配控制器、前馈加反馈控制器进行了仿真验证。基于Visual C++平台，将最优控制器及等转矩、等功率和复合滑动率控制策略编入程序，其中复合滑动率控制策略采用外点惩罚函数法求最优解。采用叁种不同控制策略对四轮驱动电流进行分配，进行了匀速及匀加速直线行驶、转弯行驶等工况的实车道路试验，对试验结果进行了分析，论证了控制策略的可行性，验证了理论模拟的正确性。
金胡辛[6]2016年在《电动车驱动防滑控制策略的研究》文中指出分布式驱动电动汽车是目前电动汽车技术领域内的研究热点和重要发展方向,相比于传统的内燃机驱动汽车和普通的单电机驱动电动汽车,其在车辆动力学控制和驱动力分配等方面有着明显的优势。驱动防滑控制系统作为汽车电子控制系统的重要组成部分,其以轮胎滑转率为主要控制目标,通过控制车轮驱动力,使轮胎保持稳定的附着状态从而获得良好的操纵稳定性和动力性。本文以电动汽车驱动防滑控制系统为研究对象,研究其在汽车驱动控制中的应用。本文首先对轮毂电机的输出特性,汽车单轮及整车的数学模型进行了分析研究。建立了基于id=0控制的电机模型并对模型进行了初步仿真,验证了电机模型的输出响应满足仿真要求;并对车辆进行刚体运动分析,考虑四个车轮转动、车辆纵向和横向运动,车辆横摆和车身侧倾八个自由度建立了基于魔术公式的整车模型并验证了驱动防滑系统的必要性。其次,设计了估计车辆状态参数的观测器。基于轮速,侧向加速度,横摆角速度可测量设计状态观测器估算车辆质心横纵向速度及质心侧偏角,进一步估算四个车轮的垂直载荷。并运用基于路面特征值的路面识别方法对路面情况进行实时监测,之后用仿真的方法证明了观测器及路面识别方法的合理性。最后,阐述了驱动力的分配方法并对现有的控制方法进行了比较,说明了各自的优缺点。之后选择逻辑门限值控制及模糊控制对模型进行仿真,验证了两种控制方法在单一路面驱动,对接路面驱动及对开路面驱动叁种工况下均能较好的保持车辆的操纵稳定性。
张忠富[7]2016年在《电动汽车电磁机械耦合再生制动系统构建及主动稳定性控制研究》文中研究说明电动汽车技术是解决汽车能源和污染问题的有效途径,再生制动是实现电动汽车高效制动能回收、提高能量利用率的优势技术之一。现行制动能量回收技术通常采用两套独立的制动系统,即摩擦制动系统和再生制动系统,制动过程中再生制动和摩擦制动需要协调独立控制,存在协调控制难度大、消耗促动能、控制参量多、ABS离散开关控制高频抖振等问题,不能有效兼顾侧向稳定性和制动能量回收。基于电动汽车再生制动与分布驱动的技术现状和研究成果,依据电磁理论和制动能量流分析,融合现代先进机电控制技术,提出了一种新型电磁机械耦合再生制动系统(Electromagnetic-Mechanical Coupled Regenerative Braking System, EMCB),集成了电子机械制动、轮毂电机再生制动和直接分布驱动的优点,克服了两套制动系统相互独立的缺点,在电磁制动能量回馈的同时,促动摩擦制动,实现电磁摩擦耦合制动。基于自行搭建的车辆主动安全综合试验平台和设计完成的第一代原型样机,以及电磁制动与耦合制动试验台架和软硬件测控系统对电磁机械耦合再生制动系统的耦合机理进行了试验验证。电磁机械耦合再生制动系统(EMCB)不仅显着简化了电动汽车制动/驱动系统结构、提高了能量利用率,而且为电动汽车稳定性控制和无人驾驶技术提供了新的实现手段。基于制动力分配I曲线和滑模自适应控制,提出了理想制动力分配策略和ABS连续状态控制策略,研究结果表明：常规制动工况下能够实现前、后轴制动力分配接近Ⅰ曲线,使得前后轮的滑移、磨损基本一致,有效减小了各轮胎纵向特性的差异,保证了制动方向稳定性,提高了路面利用附着系数。ABS制动工况下连续状态控制改善了传统ABS离散开关控制的不足,避免了系统高频抖振,具有很好的响应性、鲁棒性和滑移率控制性能,提高了车辆总体制动能回收率和制动舒适性,有效增加了电动汽车的续驶里程。基于内嵌侧向力约束模型和模糊补偿控制,提出了集成再生制动的非附着极限态侧向稳定性控制策略,研究结果表明：基于质心侧偏角、横摆角速度设计的双模糊控制器和车轮分配补偿器兼顾了操纵稳定性和轨迹跟随性,具有较好的鲁棒性和操纵响应性,有效减小了质心侧偏角和横摆角速度的跟踪误差,避免了对驾驶员的过度干扰和修正,既保证了电动汽车的侧向稳定性,又具有较好的制动能回收率,增强了行车安全性。根据国内外车辆主动稳定性控制和无人驾驶技术的最新研究成果,通过分析研究专业赛车中常见的手刹过弯、Pendulum-Turn和Trail-Braking等专业操纵技能和车辆稳态侧滑运动,揭示了车辆主动附着极限态运动学机理和动力学特性,提出了认知边界概念和能量转换假设。针对四轮轮毂电机制动／驱动集成线控电动汽车,基于无人驾驶车辆认知边界和能量转换假设提出了车辆主动附着极限态稳定性控制思想,修正整车非线性动力学模型以大角度转向和发夹弯道为例探讨了从非附着极限态到附着极限态和附着极限态回到非附着极限态的主动附着极限态稳定性控制机理,为无人驾驶车辆主动稳定性控制提供了一定的参考和可能的解决方案。
王博[8]2009年在《四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究》文中研究表明四轮独立电驱动车辆与传统的内燃机车辆相比,在车辆运动控制以及驱动力优化分配等方面具有明显的优势,是未来车辆技术的重要发展方向。论文对四轮独立电驱动车辆平台及其驱动力控制系统所涉及的理论方法和关键技术开展了研究。首先提出了基于现有越野车底盘搭建四轮独立电驱动车辆的体系结构。在总体设计的基础上,完成了关键子系统的设计和搭建,提出了一种新型四轮驱动系统布置方式,通过一种新型的单桥双主减速器结构实现了单个电机驱动单个车轮的方式。以BJ2023轻型越野车作为原型车,搭建了四轮独立电驱动实验平台车。设计了四轮独立电驱动车辆驱动力分层控制系统。在驱动力、横摆力矩控制层中,采用了基于模糊控制的横摆力矩控制方法,通过对车辆控制目标进行实时、连续的控制,保证车辆在驱动过程中的稳定性。在多目标优化驱动力分配层中,针对驱动电机的故障信息提出了失效控制方法,在驱动力分配层中系统的解决了驱动电机失效问题。根据车辆当前的运动状态,分别提出了基于安全性和经济性的驱动力分配模式。基于安全性的驱动力分配模式可以提升车辆运动过程中的轮胎侧向力裕量,增强了车辆侧向运动的稳定性裕度;基于经济性的驱动力分配模式可以改善车辆在驱动过程中的经济性。在滑转率控制层中,采用了基于PI控制的滑转率控制器,通过对驱动电机转矩的控制将车轮的滑转率控制在最优滑转率附近。在完成实验平台车的搭建和驱动力控制系统的理论研究及仿真分析后,对实验平台车进行了实车场地实验,并在该平台车上进行了驱动力控制系统的实车实验。实验结果表明所研制的四轮独立电驱动实验平台车能够为车辆动力学控制提供一个稳定、可靠的实验平台,提出的驱动力控制系统能够有效的改善四轮独立电驱动车辆的动力学特性。
宋攀[9]2015年在《全线控四轮独立转向/驱动/制动电动汽车动力学集成控制研究》文中研究指明随着线控技术日趋成熟,采用分布式四轮独立转向/驱动/制动系统的全线控电动汽车将会是未来汽车工业发展的重要方向,而凸显的交通安全问题也促使了汽车主动安全技术需求的激增。全线控电动汽车凭借其独特的底盘结构非常适合作为主动安全系统的对标车辆,因此非常有必要针对这种新型结构形式的电动汽车开发其底盘控制系统,以实现最优的车辆动力学响应。本文结合吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室开放基金国际合作重点项目“基于驾驶员意图辨识的全线控电动汽车集成控制方法研究”(编号：20120111)、国家高技术研究发展计划(863计划)项目“电动汽车底盘动力学控制系统开发”(编号：2012AA110904)、吉林大学研究生创新研究计划项目“全线控电动汽车状态估算及路面识别研究”(编号：20121088),从车辆动力学原理出发,对分布式转向/驱动/制动系统进行自上而下的分层式集成控制研究,以使整车在操纵性、稳定性和路径跟踪能力方面实现全局最优的动力学响应,同时基于快速原型技术搭建全线控电动汽车UFEV测试与控制平台,对所提出的观测器与控制器进行低速实车试验和模型在环验证。具体的研究工作可总结为如下几个部分：1)针对分布式转向/驱动/制动系统独特的底盘结构,采用快速控制原型技术搭建了全线控电动汽车UFEV的中央控制器,设置六个并行执行的定时循环对车载传感器和执行器统一进行监测、控制、协调和记录,从而为后文动力学观测算法与集成控制算法提供硬件载体；同时根据运动学原理确定中低速下的基本驾驶模式(前轮转向、四轮异向转向、楔形转向、原地转向),并使用有限状态机设计模式间的切换逻辑；实车试验的结果表明所搭建的中央控制器原型满足实时测试与控制平台的开发需求,并且实现整车在低速下全方位移动的功能。2)基于双无轨卡尔曼滤波理论搭建了全线控电动汽车的动力学观测器,用以在线获知车辆的平面运动状态,以被底盘集成控制器所使用,同时准确辨识出左右侧车轮总的电机力矩值,并通过驱动电流控制信号计算出两侧轮毂电机的等效力矩系数,从而提高观测和控制精度；对所提出的观测器分别进行离线仿真和实车验证,结果表明状态估算模块在前轮转向和四轮转向模式下很好地实现对全线控电动汽车纵向速度和侧向速度的估计,并且可以一定程度上过滤掉陀螺仪的信号噪声,而参数识别模块对电机驱动力矩的观测也达到了非常高的准确度。3)全线控电动汽车凭借其灵活的底盘布置和极高的可控自由度,是进行动力学集成控制的理想平台。提出了一种基于模型的5层式底盘集成控制方法用以协调分布式转向／驱动／制动系统,最终达到“稳定性为主、操纵性为辅”的设计目标：驾驶员控制层利用线性二自由度参考模型和最优预瞄侧向加速度模型以体现驾驶员对汽车操纵响应的预期；车体运动控制层中引入多输入多输出的非线性滑模控制器来计算跟踪驾驶员操纵指令所需的车体运动控制总力／总力矩,其中采用非奇异的终端滑模控制方法对横摆运动的控制率进行设计；在轮胎力分配层中使用八边形约束对摩擦圆进行线性逼近,并在分配过程中考虑轴荷转移的影响,将最优分配过程分解为不多于3个包含线性等式与不等式约束的二次规划问题,并设计合适的目标函数,使轮胎的稳定裕度在普通工况下达到最大,而在极限工况下尽量提高汽车的操纵稳定性；执行器执行层通过控制轮毂电机的驱动/制动力矩以及转向电机的转角来最终实现轮胎力分配层输出的目标轮胎力。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真以及UFEV实车场地试验的方式,验证了动力学集成控制算法通过协调驱动及转向系统,使汽车能够较好地跟踪目标车速和理想横摆角速度,符合设计要求。4)为了让全线控电动汽车获得最优的跟踪性能,使汽车以变化的行驶速度通过一条已知的道路轨迹,采用非线性模型预测控制算法重新设计了驾驶员控制层与车体运动控制层,并基于空间变换原理将时域预测模型转变为相对目标轨迹位置变化的空间动力学模型,从而准确获得预测域内的目标参考轨迹；同时提出一种分层式结构方案来改善空间模型预测控制的实时性能,利用终端滑模控制方法分别实现非线性系统运动误差和位置误差在有限时间内的精确收敛；通过搭建驾驶模拟器对分层式路径跟踪控制算法进行模型在环验证,结果表明该算法可以实现全线控电动汽车对目标轨迹的最优跟踪,并证明了极限工况下变车速控制的意义。本文创新点主要体现在以下几个方面：1)针对传统汽车电子控制单元仅可以实现某一特定的功能,根据全线控电动汽车独特的底盘结构,开发其中央控制器用以协调分布式转向、驱动、制动系统,并为动力学观测与控制算法提供硬件载体,同时基于运动学原理设计简单驾驶模式,从而实现整车低速下全方位移动的功能。2)针对底盘电控系统需要准确获知车辆的运动状态,基于双无轨卡尔曼滤波理论搭建了动力学观测器,用来过滤传感器噪声并准确估计出全线控电动汽车的纵向与侧向速度,以被动力学集成控制器所使用,同时在线辨识两侧轮毂电机的当量力矩系数,从而确保集成控制器的最优控制效果。3)针对全线控电动汽车分布式转向/驱动/制动的底盘系统,基于非线性滑模控制方法与最优分配理论,提出了一套完整的动力学集成控制体系,采用带有不等式约束的线性二次规划算法在轮胎附着极限内充分发掘车辆的稳定性能,设计合适的车轮转角与力矩计算模块以最终保证车辆稳定性系统的控制精度和效果,并通过终端滑模控制方法进一步提升车辆横摆运动的响应。4)针对全线控电动汽车的路径跟踪问题,基于空间变换方法和非线性模型预测控制理论,提出了一种车体纵向与侧向运动的联合最优控制算法,通过采用分层式控制结构方案并重新引入运动控制层,算法的实时性能得到了极大的改善,并且基于终端滑模控制方法实现了非线性系统运动误差和位置误差在有限时间内收敛的效果,最终使车身的运动控制也达到最优。
郭洪强[10]2014年在《前后轴独立驱动电动汽车复合制动策略优化研究》文中研究指明环境污染和能源危机问题日益严重，清洁、高效的电动汽车成为主要选择。由于复合制动系统可有效改善电动汽车的耗电经济性和制动稳定性，成为技术研究的热点。论文以某前后轴独立驱动电动汽车为研究对象，进行了双电机动力耦合系统、复合制动系统构型、优化方法及复合制动控制策略等方面的研究。为解决前后轴独立驱动/制动问题，设计了具有四种工作模式的双电机动力耦合系统，针对动力耦合器，提出了综合考虑结构性能学科和动力性学科的多学科优化方法，获得了最优设计参数，台架和实车试验表明，动力耦合器满足设计要求，双电机动力耦合系统可实现前后轴独立驱动/制动功能。为改善复合制动性能，针对串联式和并联式构型的优缺点，提出了基于制动强度二次再分方法的混合式构型，系统研究了双电机动力耦合系统不同工作模式中不同构型的优化数学模型和优化策略，提出了复合制动设计空间的概念，制定了复合制动系统性能全局评价方法，评价结果表明，在“四驱”工作模式下，混合式构型的复合制动性能优于并联式，与串联式相当；“四驱”工作模式为该车的最佳行驶工作模式。基于“四驱”工作模式，提出了并联式和混合式构型协调的复合制动控制策略，通过规则和不规则边界空间划分方式，分别对复合制动全局设计空间进行了子空间划分，设计了不同子空间中的复合制动系统构型。为解决优化的实时性和提高算法的可靠性，针对不同子空间的混合式构型，设计了基于DOE采样、不确定性优化和响应面模型方法的混合式算法；针对不同子空间的并联式构型，面向算法的降维度设计，设计基于DOE采样、确定性优化和试验设计分析方法的并联式算法。通过对比分析，得出，基于不规格边界划分的算法模型具有较好的可靠性和实施性。仿真和实车试验表明，算法模型可改善整车的复合制动性能，具有较好的实时性。设计了复合制动控制流程，基于循环工况的仿真表明，再生制动能量回收效率为45.132%；仿真和实车试验表明，控制流程具有较好的复合制动性能。
参考文献：
[1]. 双电机独立驱动电动车稳定性控制研究与试验车设计[D]. 罗昶. 中国科学院研究生院（电工研究所）. 2004
[2]. 采用电动轮驱动的电动汽车转矩协调控制研究[D]. 张缓缓. 吉林大学. 2009
[3]. 前轴双电机后轴单电机（DFSRM）四驱电动汽车驱制动控制策略及模拟试验台开发研究[D]. 许世维. 长安大学. 2017
[4]. 分布式驱动电动汽车制动系统关键技术研究[D]. 张雷. 清华大学. 2015
[5]. 基于复合滑动率控制的4WID-EV驱动力分配研究[D]. 赵明慧. 燕山大学. 2014
[6]. 电动车驱动防滑控制策略的研究[D]. 金胡辛. 重庆大学. 2016
[7]. 电动汽车电磁机械耦合再生制动系统构建及主动稳定性控制研究[D]. 张忠富. 中国农业大学. 2016
[8]. 四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究[D]. 王博. 清华大学. 2009
[9]. 全线控四轮独立转向/驱动/制动电动汽车动力学集成控制研究[D]. 宋攀. 吉林大学. 2015
[10]. 前后轴独立驱动电动汽车复合制动策略优化研究[D]. 郭洪强. 北京理工大学. 2014
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