【摘 要】
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分布式驱动电动车每个车轮驱动和制动力矩独立可控,具有纵向力分配灵活的优势,为车辆的先进控制创造有利条件。论文依托国家自然科学基金项目(51675257),以分布式驱动电动车为研究对象,充分利用其具有的优势,针对其稳定性问题进行差动驱动与差动制动协调控制研究。论文主要研究内容和方法如下:首先,进行分布式驱动电动车的建模。在CarSim中选取基准车模型,基于基准车模型进行修改,包括传动形式修改、部分参
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分布式驱动电动车每个车轮驱动和制动力矩独立可控,具有纵向力分配灵活的优势,为车辆的先进控制创造有利条件。论文依托国家自然科学基金项目(51675257),以分布式驱动电动车为研究对象,充分利用其具有的优势,针对其稳定性问题进行差动驱动与差动制动协调控制研究。论文主要研究内容和方法如下:首先,进行分布式驱动电动车的建模。在CarSim中选取基准车模型,基于基准车模型进行修改,包括传动形式修改、部分参数修改。在Matlab/Simulink中建立轮毂电机模型,CarSim与Matlab/Simulink两者联合建立整车仿真模型,选择两种仿真工况对模型有效性进行验证。其次,进行差动驱动控制研究,设计差动驱动控制策略。根据车速和前轮转角信息,基于二自由度车辆模型,计算出横摆角速度和质心侧偏角的期望值。将两个参数的实际值与期望值的差值作为模糊控制器的输入,计算出所需的附加横摆力矩。制定驱动力矩规则分配策略,并选取两种仿真工况对差动驱动控制的有效性进行验证。再次,对差动驱动与差动制动协调控制进行研究。利用最优控制中的二次规划理论,以轮胎负荷率最小为优化目标,以路面附着条件、电机最大输出转矩以及车辆的动力性、稳定性为约束,计算出每个车轮的纵向力矩。驱动力矩只由电机产生,制动力矩由其反转产生,超出的部分由线控液压制动系统来产生。通过差动驱动与差动制动协调控制的方式,改善车辆的稳定性。同时考虑了电机的响应延迟问题和液压系统建压延迟问题,并选取蛇形和双移线工况进行定速和变速仿真验证。最后,进行驾驶模拟器硬件在环仿真实验验证。选取双移线和蛇形工况,进行硬件在环仿真实验,仿真验证了控制策略的有效性和实时性。研究结果表明:研究的分布式驱动电动车差动驱动与差动制动协调控制策略能够有效地改善车辆的稳定性,保证良好的实时性。
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