【摘 要】
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随着能源危机和环境污染问题的日益加重,汽车也在加速向智能化系统控制转变,分布式驱动电动汽车通过电机直接向各轮供给动力,使得其具有传动效率和比功率高等优势,并能实现各轮驱动或制动转矩的独立控制。线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统是分布式电动汽车实现主动转向的重要组成机构,对线控转向系统的控制特性进行深入研究,可以提高分布式电动汽车的安全性,对实现车辆的智能驾驶及操纵稳定性控制具有很重
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随着能源危机和环境污染问题的日益加重,汽车也在加速向智能化系统控制转变,分布式驱动电动汽车通过电机直接向各轮供给动力,使得其具有传动效率和比功率高等优势,并能实现各轮驱动或制动转矩的独立控制。线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统是分布式电动汽车实现主动转向的重要组成机构,对线控转向系统的控制特性进行深入研究,可以提高分布式电动汽车的安全性,对实现车辆的智能驾驶及操纵稳定性控制具有很重要的意义。本文结合国家重点研发计划项目(2016YFB0100905)和重庆市基础研究与前沿探索项目(cstc2018jcyj AX0422)的部分研究,在综合国内外相关研究领域的基础上,分析线控转向系统变角传动比特性、主动转向控制策略、前轮转角跟踪控制等进行研究,提出基于分数阶PIλDμ控制的前轮转角跟踪控制方法,并进行了基于模糊控制的分布式驱动电动汽车线控主动转向稳定性研究,以提高分布式驱动电动汽车的操纵稳定性。本文主要研究内容包括:(1)分布式驱动电动汽车动力学建模。基于Simulink平台搭建出线控转向(SBW)系统动力学模型、分布式驱动电动汽车模型,分别进行仿真分析,通过与Carsim车辆动力学模型进行对比来验证SBW动力学模型的准确性,为后文的研究工作奠定基础。(2)线控转向系统变传动比设计。针对转向系统固定传动比存在的问题,提出基于横摆角速度增益不变和质心侧偏角不变的线控转向变传动比设计策略,运用模糊PI控制理论,依据车辆理想横摆角速度和质心侧偏角,调节比例系数进行综合反馈控制,提高车辆稳定性。(3)线控转向转角跟踪控制策略研究。基于转角反馈的控制策略,运用分数阶控制理论和GOA优化算法,建立线控转向转角分数阶PIλDμ控制器,以提高线控转向转角跟踪控制性能的稳定性。(4)线控主动转向系统车辆稳定性控制策略研究。结合分布式电动汽车整车动力学模型,以极限工况下车辆行驶稳定性为目标,设计模糊主动转向控制器,利用遗传优化算法对模糊控制器模糊规则进行优化,以提高分布式电动汽车的操纵稳定性。
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