基于稳定性的独立驱动电动车转矩分配研究-车辆工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 基于稳定性的独立驱动电动车转矩分配研究 摘 要 随着环境和能源问题的日益严峻，电动汽车逐步替代传统汽车已经成为一种必然 发展趋势，相对于传统内燃机汽车及集中式驱动电动汽车，独立驱动电动汽车具有结 构简单、操纵便捷、响应灵敏、动力独立可控等特点和优势，是电动汽车发展的特色 方向。随着人们对车辆主动安全性要求不断提高，如何提高独立驱动电动车行驶稳定 性能成为研究主要方向之一。本文以独立驱动电动汽车为研究对象，将整车转矩分配 控制作为研究的切入点和突破口，对行驶在低附着极限工况下车辆稳定性展开具体研 究。其主要工作内容如下： 本文分析了独立驱动电动车研究意义及其研究现状。分析了独立驱动电动汽车的 结构、特点及关键技术，并简要分析了国内外最近几年来的发展状况，最后对其转矩 分配研究现状做了分类总结，引出了本文研究课题。 本文利用 SIMULINK 平台构造了整车动力学模型。在对整车、车轮及轮胎作相 应合理简化基础上，建立包括整车纵向、横向、横摆、侧倾、俯仰及四个车轮转动在 内的九自由度整车数学模型。所建的整车模型中包括车体动力学模型、车轮动力学模 型，能很好的对整车动力学部分、轮胎力学特性部分进行模拟。另外还构造了制动模 型和轮胎模型，并通过相应的仿真验证，可以得出本文所建的模型是合理的。 本文对独立驱动电动车的整个控制系统进行了分析研究。为了考察车辆的稳定 性，首先研究了在理想状态下的车辆参考模型：单轨模型，求得了理想状态下横摆角 速度与质心侧偏角，并确定为控制变量。然后重点对独立驱动电动汽车的转矩分配控 制策略进行了设计。在驱动力控制分配中，提出了三种控制分配模式保证车辆的行驶 姿态与路径达到最佳。在控制驱动力矩过程中，设计了上层控制器与下层控制器。在 上层控制器中：根据纵向力的需求，设计了 PID 控制方法进行速度控制；制定了基于 BP 算法的 PID 控制器控制横摆角速度与质心侧偏角产生的横摆力矩；在下层控制器 中：选择了二维模糊控制方法控制滑移率，求出相应所需输出力矩。最后还研究了联 合制动力与驱动力的控制策略。得出各轮所需扭矩。 I 本文对所建的控制系统进行了仿真研究。仿真工况在低附着压实雪路面，并给定 车辆一阶跃输入转向角。然后仿真验证本文设计的转矩分配控制策略的正确性，最后 仿真结果得出：利用本文设计的转矩分配控制策略，能够保持车辆稳定行驶。 综上，从仿真结果来看，利用本文制定的转矩分配控制策略进行仿真，能够保证 车辆在极限工况下行驶的安全稳定性，可以成为主动安全设计的理论参考，对独立驱 动电动车的推广应用也具有重要的指导意义。 关键词：独立驱动，电动汽车，转矩分配，车辆稳定性，BP 算法，二维模糊控制 II RESEARCH OF STABILITY ON THE TORQUE ALLOCATION OF INDEPENDENT DRIVING ELECTRIC VEHICLES ABSTRACT Electric vehicle has become a trend of replacing traditional vehicle gradually, with environmental issues and energy issues being prominent increasingly. Compared with the traditional internal combustion engine vehicle and centralized drive electric vehicle, independent in-wheel motor driving electric vehicle has some advantages including a more simple structure, manipulated more easily, response more sensitive, independently controllable power, so independent drive electric vehicle is characteristic direction of the electric car development. As people’s requirements of vehicle active safety continue to increase, it’s one of the main directions of stability studies to improve independent drive electric vehicle. This paper studies as independent in-wheel