分布式驱动电动汽车操纵杆式线控转向方法研究

来源 :辽宁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sadiori1383
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分布式驱动电动汽车的每个车轮都能够独立驱动、独立转向,相对于传统汽车在底盘控制上具有更多自由度的显著优势,有利于提高汽车的操纵稳定性,在汽车布置形式上具有重要意义。对于操纵杆式线控转向系统,驾驶员通过控制操纵杆摆动,能够让驾驶员在操纵汽车转向时,更加直观的感受转向反馈,降低车辆转向操纵的复杂程度,提高车辆舒适性,减缓驾驶员的疲劳产生时间。操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车,在控制方面将与传统转向盘转向的车辆有显著区别。项目在辽宁“百千万人才工程”培养经费的资助下,依托国家自然科学基金项目(51675257),以操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车为研究对象,对操纵杆式线控转向控制方法进行研究,为未来操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车的实车开发提供理论基础和技术支持。论文主要研究内容如下:(1)整车模型搭建。分析操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车的工作组成和工作原理,应用Matlab/Simulink和Car Sim软件建立操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车仿真模型,包括应用Matlab/Simulink搭建驱动电机与转向电机系统模型,应用Car Sim软件建立车体、轮胎、悬架、制动等系统模型,为仿真实验奠定基础。(2)操纵杆式线控转向系统角传动比设计。对于操纵杆式线控转向系统的前轮转向角传动比,主要以定增益为目标进行设计。分析车辆速度与操纵杆角度对角传动比的影响,最终设计出理想的前轮转角传动比控制策略。对于后轮转向角传动比,采用分段控制方式,以车速作为切换条件。在车速较低时,通过建立的二自由度模型得到前后轮的转角关系,以定前后轮转向比例实现后轮角传动比的设计;在车速较高时,受轮胎侧偏力以及轴荷转移的影响,采用低速时的控制算法不能保证汽车稳定行驶,因此在高速时采用模糊控制方法确定后轮的转角变化。通过上述方法提高车辆操纵杆式线控转向系统在低速工况时的机动性和保证高速工况时的良好稳定性。(3)线控转向系统失效控制研究。对转向电机失效工况进行分析,给出不同电机失效的应对方案以提高汽车行驶安全性。针对某一个转向电机系统失效时,利用分布式驱动电动汽车的四轮独立控制的优势,更为容易实现差动转向,因此采用差动力矩的方式保证车辆的正常转向,提高汽车行驶安全性。(4)实验验证。选取低速蛇形工况与高速双移线工况,应用驾驶模拟器硬件在环实验台对操纵杆式线控转向分布式驱动电动汽车角传动比转向控制策略进行实验验证。利用实验车进行了低速工况下的实车验证。结果表明:论文研究的控制方法能够提高车辆行驶稳定性,算法具有良好的实时性。
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