- 1、本文档共10页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
分布式驱动电动车降阶滑模状态观测器设计
郭孔辉;纪云峰;庄晔;赵志文
【摘要】针对轮胎动力学存在的非线性问题及质心侧偏角估计的准确性与实时性
问题,基于分布式驱动电动车(简称:IEV)车轮转矩易于测量的优势,设计了一种非线性
降阶滑模状态观测器,对质心侧偏角和轮胎力进行估计.首先建立IEV车辆七自由度
非线性动力学模型,选择UniTire轮胎模型描述轮胎特性.在此基础上考虑垂向载荷
变化的影响;其次,利用饱和函数克服滑模固有的颤振现象;然后,根据IEV车辆车载传
感器可测量的车辆状态,基于滑模变结构理论设计降阶观测器;最后以CarSim中的
车辆模型作为仿真平台,对观测器性能进行验证.仿真结果表明:观测器对质心侧偏角
和轮胎力的估计都有很高的精度.
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2014(014)020
【总页数】5页(P121-125)
【关键词】滑模观测器;UniTire轮胎模型;分布式驱动电动车;质心侧偏角
【作者】郭孔辉;纪云峰;庄晔;赵志文
【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学汽
车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实
验室,长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】U463.5
近年来,各国开始大力发展电动汽车。IEV车辆作为电动汽车的一种新形式,由车
轮轮辋内的轮毂电机直接驱动车轮[1],各轮驱动力通过电机独立可控。由于这种
分布式驱动的结构,IEV车辆电子稳定系统(ESP)的控制将会更加灵活。然而因成
本和技术等因素的限制,质心侧偏角和轮胎力作为ESP控制系统重要的参考状态,
无法通过传感器直接测量,造成了车辆状态信息缺失,进而阻碍了ESP系统性能
的进一步提高;因此准确的估计车辆侧偏角和轮胎力对于车辆稳定性控制具有非常
重要的意义。
目前,国内外许多学者关于车辆状态观测器设计方法的研究已经进行了大量工作。
文献[2,3]基于线性轮胎模型,虽然设计结构简单,运算速度快;但车辆在极限工
况下行驶时,观测器估计的偏差较大。文献[4—6]采用非线性轮胎模型,应用扩展
卡尔曼滤波器方法设计观测器,虽然一定程度上提高了状态估计的精度,但需要对
参考模型进行实时线性化,造成观测器结构复杂,运算量大,难以满足ESP系统
对状态信息实时性的要求。
针对以上文献在研究中存在的不足,结合IEV车辆车轮转矩易测量的优势,提出
一种非线性观测器的设计方法。首先建立IEV七自由度非线性车辆动力学模型,
选择UniTire轮胎模型描述轮胎特性,在此基础上考虑轮胎垂向载荷转移的影响;
其次对滑模观测器的收敛条件进行分析,利用饱和函数克服滑模固有的颤振现象;
然后根据IEV车辆车载传感器的状态信息,基于滑模变结构理论设计降阶观测器;
最后以CarSim中的车辆模型作为仿真平台对观测器性能进行仿真验证。
1整车模型建立
在观测器的设计过程中,考虑了IEV车辆车轮的运动状态以及各个车轮垂向载荷
的变化;同时根据质心侧偏角的定义,需要对车辆的纵向和侧向速度进行估计。因
此选择七自由度车辆模型描述IEV车辆动力学特性如下[7]
(Fyfl+Fyfr)sinδ+Fxrl+Fxrr
(1)
(Fyfl+Fyfr)cosδ+Fyrl+Fyrr
(2)
(3)
式中δ为车轮转角,a、b分别为前、后轴距,c为轮距,m、Jz分别为整车质量
和横摆转动惯量,Vx、Vy、γ分别为车辆的纵向速度、侧向速度和横摆角速度,
Fx、Fy分别为该路面条件下的轮胎纵向力和侧向力。
车轮动力学方程为
(4)
式(4)中Jw为车轮转动惯量,Tij为车轮转矩,ωij为车轮转速,rw为轮胎的有效
半径,B为轮毂电机的黏滞阻尼系数。
为了便于分析,将上述系统式(1)~式(4)简化如下
(5)
式(5)中系统的状态向量为:
(6)
由于横摆角速度γ和车轮轮速wij可通过传感器直接测量,选择作为输出向量,则
有
(7)
输入变量为车轮转角和车轮转矩
(8)
2轮胎模型
针对轮胎的非线性动力学特性,本文选择使用郭孔辉教授的UniTire轮胎模型。该
模型具有辨识精度高,参数少,模型结构统一等优势。UniTire模型中无量纲轮胎
力表达式如式(9)[8]。
(9)
式(9)中为无量纲轮胎力,φ为无量相对滑移率,E为曲率因子,其值随垂向载荷
变
您可能关注的文档
- 初一数学上竞赛试题及答案 .pdf
- 初一上册语文教案《世说新语》两则-经典教学教辅文档 .pdf
- 初一B2班钟鑫宇。 感悟黄冈作文。 .pdf
- 创新的数据驱动型营销个性化服务的实现 .pdf
- 创意民宿设计方案 .pdf
- 创卫迎检工作情况汇报 .pdf
- 创业计划书团队成长怎么写 .pdf
- 列举法求简单随机事件的概率(一) 教学设计 .pdf
- 分镜头脚本的构成元素及实例 .pdf
- 分解工作计划的目标与细分任务 .pdf
- 道路材料设计软件:PLAXIS二次开发all.docx
- 道路材料设计软件:ANSYS二次开发_(7).温度与湿度对道路材料的影响.docx
- 道路材料设计软件:LUSAS二次开发_(1).LUSAS软件基础与入门.docx
- 道路材料设计软件:ANSYS二次开发_(13).ANSYS二次开发案例研究.docx
- 道路设计软件:Autodesk Roadway二次开发_(10).二次开发中的图形优化.docx
- 道路设计软件:Bentley OpenRoads二次开发_(12).道路景观设计.docx
- 道路设计软件:Bentley OpenRoads二次开发_(2).二次开发基础.docx
- 道路设计软件:Bentley OpenRoads二次开发_(17).二次开发基础:Python与.NET编程.docx
- 道路材料设计软件:Midas二次开发all.docx
- 道路安全分析软件:SimSafety二次开发_(10).SimSafetyAPI接口使用指南.docx
文档评论(0)