论文部分内容阅读
在“安全、节能、环保”的趋势下,由电动汽车带来的汽车电气化进程在不断加快。以电子控制为核心,以电驱动、电传动、电制动和电转向等为执行机构的新一代汽车底盘系统已成为未来汽车工业发展的潮流与前沿。新一代电动汽车底盘系统的出现和发展为底盘控制系统的智能集成提供了良好的机遇,同时,也带来了更多的挑战,系统的冗余程度更高,耦合更严重,控制目标更加复杂多样,实现电动汽车底盘系统多目标集成控制变得迫在眉睫。本文结合国家自然科学基金项目和“863”项目,提出了面向四轮独立控制电动汽车的底盘多目标集成控制策略。设计了电动汽车底盘集成控制架构,开发了前馈与反馈相结合的集成控制算法,提出了动态多目标控制分配策略,并利用自主设计的MATLAB/Simulink与Car Sim联合仿真平台和基于双d SPACE的快速控制原型试验平台分别进行了离线仿真和硬件在环试验,对控制策略进行了测试和分析。(1)构建了电动汽车底盘集成控制架构,包括电子电气架构与底盘动力学集成控制架构。电动汽车电子电气架构设计确定了系统硬件布置方案,系统通讯电气架构等;底盘动力学集成控制架构采用结构分层与功能分类的思想,将控制系统分为感知层、命令层、控制分配层和执行层。(2)设计了电动汽车底盘多目标集成控制策略。感知层基于参考模型识别驾驶员意图;命令层结合PI反馈控制与基于车辆逆模型的前馈控制,计算期望车体广义力;控制分配层采用优化控制分配的方法,实现了轮胎力的多目标控制分配;执行层将轮胎力转换为具体的底盘执行机构动作。(3)基于MATLAB/Simulink与Car Sim软件,搭建了联合仿真平台,进行了典型工况仿真测试。在离线环境下,验证了控制系统对被控车辆动力性,经济性,操纵稳定性的综合控制效果。(4)搭建了双d SPACE快速控制原型试验平台,把被控车辆模型与控制算法分别下载到两个d SPACE原型控制器中,使用CAN总线进行通讯,选取典型工况,进行快速控制原型测试,验证了控制策略的实时控制效果。结果表明:本文设计的电动汽车底盘多目标集成控制系统实时响应良好,显著的提高了车辆的综合性能。