考慮駕駛員預(yù)瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略.pdf

1、電動(dòng)汽車在節(jié)能和環(huán)保方面具有傳統(tǒng)汽車無法比擬的優(yōu)勢，已成為未來汽車技術(shù)研究的重點(diǎn)方向之一。同時(shí)，隨著人們對(duì)汽車安全問題的重視，電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性研究逐漸成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　鑒于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在動(dòng)力學(xué)控制方面的優(yōu)越性，本文以四輪獨(dú)驅(qū)電動(dòng)汽車的車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，引進(jìn)能夠表征駕駛員行為特性的駕駛員模型，建立能夠有效反映駕駛員操縱意圖的車輛穩(wěn)定控制策略，本文的主要研究工作分述如下：
　　首先，建立了八自由度

2、非線性整車動(dòng)力學(xué)模型，為車輛穩(wěn)定控制策略研究提供了有效的模型基礎(chǔ)。針對(duì)四輪獨(dú)驅(qū)電動(dòng)汽車的整車結(jié)構(gòu)，采用模塊化方法對(duì)車輛的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行建模，包括八自由度車輛模型、車輪模型、Dugoff輪胎模型以及駕駛員模型，并與車輛動(dòng)力學(xué)商業(yè)仿真軟件Carsim進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證模型的有效性。
　　其次，提出了一種考慮駕駛員預(yù)瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略。該控制策略分為三部分：(1)理想?yún)⒖寄Ｐ停瑸檐囕v穩(wěn)定控制策略提供精確的駕駛意圖。除了傳統(tǒng)車輛跟蹤

3、模型外，還通過駕駛員模型對(duì)駕駛員預(yù)瞄特性進(jìn)行研究，建立了基于駕駛員預(yù)瞄的意圖修正模型，與車輛跟蹤模型組成理想?yún)⒖寄Ｐ?，增?qiáng)車輛跟蹤模型輸出的駕駛意圖。(2)車輛穩(wěn)定控制器的設(shè)計(jì)，用于計(jì)算出車輛理想響應(yīng)狀態(tài)所需的橫擺力矩。針對(duì)理想?yún)⒖寄Ｐ洼敵龅膬蓚€(gè)控制目標(biāo)，采用了動(dòng)態(tài)加權(quán)模糊控制方法對(duì)穩(wěn)定性控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過調(diào)整動(dòng)態(tài)加權(quán)因子對(duì)跟蹤和意圖目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，提高控制效果。(3)基于規(guī)則的輪胎力分配策略，用于實(shí)現(xiàn)所需橫擺力矩的輪胎力分配。根據(jù)

4、車輛垂直載荷的變化特點(diǎn)，采用軸載比例的輪胎力分配策略，并進(jìn)行閉環(huán)的雙移線仿真試驗(yàn)。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的車輛穩(wěn)定控制策略滿足了設(shè)計(jì)要求，相比采用傳統(tǒng)參考模型的車輛穩(wěn)定控制策略，具有更理想的車輛響應(yīng)特性。
　　然后，設(shè)計(jì)了一種基于優(yōu)化理論的輪胎力分配策略。針對(duì)基于規(guī)則的輪胎力分配策略在極限工況下，存在分配精度不高、魯棒性不強(qiáng)的問題，難以保證分配精度。同時(shí)，為了充分發(fā)揮電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)連續(xù)可控、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，

5、綜合考慮各車輪的約束條件，設(shè)計(jì)了以路面附著消耗率最小的輪胎力分配策略。另外，通過極限工況下單獨(dú)對(duì)車輪施加驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)力，研究單輪驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)力對(duì)車輛橫擺運(yùn)動(dòng)的影響，從而確定各輪附著裕量的權(quán)重系數(shù)，通過有效集二次規(guī)劃理論進(jìn)行求解，并對(duì)兩種輪胎力分配策略進(jìn)行仿真對(duì)比。仿真結(jié)果表明，基于二次規(guī)劃的輪胎力分配策略能夠更精確的分配輪胎力，進(jìn)一步提高車輛的穩(wěn)定性。
　　最后，建立了基于車輛穩(wěn)定控制策略的人車閉環(huán)控制系統(tǒng)，并通過仿真驗(yàn)證了所提出控制