基于直接橫擺力矩控制的電動(dòng)汽車操縱穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著人們對(duì)于全球變暖和能量危機(jī)的問題關(guān)注越來越多，電動(dòng)汽車的提出被認(rèn)為是減少溫室氣體排放和能源利用率的好辦法。車輛的安全問題受到重視，而電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)，特別是四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)在主動(dòng)安全方面的優(yōu)勢(shì)，因此電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性控制的研究是一個(gè)非常關(guān)鍵的問題。以直接橫擺力矩控制為代表的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)成為了近年來車輛主動(dòng)安全領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。牽引力控制系統(tǒng)和制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)都體現(xiàn)于電動(dòng)汽車的直接橫擺力矩控制系統(tǒng)中，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)性能和制動(dòng)性

2、能都可以被該系統(tǒng)主動(dòng)改善，當(dāng)電動(dòng)汽車出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象，該系統(tǒng)也可以通過對(duì)合適的車輪適時(shí)地施加主動(dòng)控制進(jìn)行矯正，防止電動(dòng)汽車失去穩(wěn)定性，從而提高電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性。
　　 首先，以車輛動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，分析、建立了七自由度非線性動(dòng)力學(xué)整車模型、線性二自由度車輛模型、“魔術(shù)公式”輪胎模型和五相永磁無刷電機(jī)模型，用于理論分析研究，在Matlab/Simulink中詳細(xì)建立了以上模型;同時(shí)，基于CarSim軟件，建立更符合實(shí)際

3、車輛的整車模型，為Matlab/Simulink與CarSim的聯(lián)合仿真奠定基礎(chǔ)。
　　 其次，詳細(xì)分析了橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角對(duì)車輛穩(wěn)定性的影響，以橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角作為DYC系統(tǒng)“主環(huán)路”的控制變量;同時(shí)，分析了輪胎滑移率對(duì)車輛穩(wěn)定性的影響，將輪胎滑移率作為DYC系統(tǒng)“伺服環(huán)”的控制變量。針對(duì)車輛系統(tǒng)所呈現(xiàn)的非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變性及參數(shù)不確定性等特點(diǎn)，結(jié)合模糊控制和滑模變結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn)，分別設(shè)計(jì)了基于橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏

4、角的模糊控制器和模糊變結(jié)構(gòu)控制器，控制器的輸出為使車輛恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的附加橫擺力矩。接著結(jié)合車輪驅(qū)動(dòng)力分配控制的優(yōu)點(diǎn)采用車輪驅(qū)動(dòng)力控制來實(shí)現(xiàn)橫擺力矩運(yùn)動(dòng)，其中輪胎滑移率會(huì)影響輪胎驅(qū)動(dòng)力的變化，采用基于邏輯門限值法對(duì)其進(jìn)行控制，并將理想的電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過五相永磁無刷電機(jī)傳輸給電動(dòng)汽車，實(shí)現(xiàn)了整車閉環(huán)控制。
　　 最后，為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)模糊控制器和模糊變結(jié)構(gòu)控制器，基于Matlab/Simulink軟件搭建DYC仿真系統(tǒng)平臺(tái)，選