基于輪轂電機(jī)的純電動(dòng)汽車(chē)橫擺穩(wěn)定性控制方法研究.pdf

1、伴隨著石油資源的逐漸匱乏，大氣污染不斷加重，純電動(dòng)汽車(chē)作為一種零污染的環(huán)保汽車(chē)日益被人們關(guān)注起來(lái)。其中，輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)是一種新型的汽車(chē)類(lèi)型，由于它把驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接裝在輪胎內(nèi)部，在底盤(pán)結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車(chē)相比發(fā)生了巨大的變化,在車(chē)輛的橫擺穩(wěn)定性研究上與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)有著較大的區(qū)別，論文針對(duì)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)橫擺穩(wěn)定性控制方法進(jìn)行了研究，主要工作如下。
　　本文首先根據(jù)所要研究的內(nèi)容，選定包含汽車(chē)的縱向、橫向、橫擺以及四個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)在內(nèi)的七自

2、由度整車(chē)模型。在輪胎模型中選用了“魔術(shù)公式”輪胎模型。為下面控制器控制策略的研究做好鋪墊。建立理想的二自由度參考模型，對(duì)影響車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了分析，選取能夠表征車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的兩個(gè)變量：車(chē)輛的橫擺角速度與質(zhì)心側(cè)偏角。比較了輪轂電機(jī)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)在控制車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的區(qū)別，得出電機(jī)既能夠驅(qū)動(dòng)也能制動(dòng)，且具有響應(yīng)速度快、獨(dú)立可控等優(yōu)點(diǎn)。
　　分析影響車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的原因的基礎(chǔ)上制定了控制策略：采用上下雙層控制結(jié)構(gòu)

3、，在上層控制器中把方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車(chē)速信息作為輸入，通過(guò)模糊控制理論得出準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下車(chē)輛所需的附加橫擺力矩。在下層控制器中基于整車(chē)縱向力利用率最小為目標(biāo)函數(shù)，以電機(jī)的執(zhí)行能力為約束條件，采用加權(quán)最小二乘算法將在輪間進(jìn)行優(yōu)化分配。
　　將設(shè)計(jì)好的控制器與整車(chē)模型在matlab/simulink進(jìn)行連接，在低速高附、低速低附、高速高附、高速低附的四種工況下進(jìn)行了離線(xiàn)仿真。把仿真結(jié)果與平均分配方法進(jìn)行了對(duì)比，證明了采取優(yōu)化分配的方法能更好的提高

4、車(chē)輛的橫擺穩(wěn)定性。
　　在仿真結(jié)果中，對(duì)在高速高附、高速低附工況下車(chē)輛在控制的過(guò)程中出現(xiàn)的較大偏差或失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行了分析，得出由于電機(jī)的執(zhí)行能力的限制，在某些工況下不能滿(mǎn)足車(chē)輛要求。因此在模型中考慮液壓輔助制動(dòng)系統(tǒng)，并進(jìn)行離線(xiàn)仿真，得出在考慮液壓系統(tǒng)后能進(jìn)一步提高車(chē)輛的橫擺穩(wěn)定性。
　　為了檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)控制器的有效性，在dSPACE平臺(tái)下作了快速控制原型試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與在matlab/simulink中離線(xiàn)仿真結(jié)