四轮独立驱动电动汽车侧向稳定域估计及其容错控制

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1、豪劫大·粤硕士学位论文四轮独立驱动电动汽车侧向稳定域估计及其容错控制本论文获国家自然科学基金资助。编号：51105074LateralStabilityRegionEstimationandFault—TolerantContr01forFour-WheelIndependently··ActuatedElectricVehicleAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYQingZhiyongSupervisedbyYinGu

2、odongSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityMarch．2014东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：j鲆l扯日期：』型生!生东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技

3、术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：盟醢导师签名期．幻f(I塑’07四轮独立驱动电动汽车侧向稳定域估计及其容错控制研究生姓名：卿志勇导师姓名：殷国栋学校名称：东南大学摘要四轮毂独立驱动电动汽车(4ⅥDEV)作为纯电动汽车领域一个新的发

4、展方向，以创新的结构布局和特有的四轮单独控制方式引发了国内外科研机构、学者的研究热潮。本文以东南大学车辆实验室开发的轻量化小型四轮毂独立驱动电动汽车(4WIDEV)为研究对象，主要作出了以下几方面的探索：(1)基于几种常见的车辆动力学建模过程，研究车辆系统在数学上的动力学方程和各变量之间的关系。结合Matlab／Simulink将给出的方程模块化，搭建整车动力学开环仿真框架；(2)给出一种李雅普诺夫估计侧向保守稳定域的分析方法，首先建立非线性车辆动力学模型，在直线、转向两种工况分别获取车辆系统的稳定平衡点，在平衡点求得车辆系统的线性雅可比矩阵

5、，构造李雅普诺夫二次型正定函数，估计得到基于横摆角速度与侧向速度构成的闭环稳定域。然后在变化的路面针对不同车辆参数进行仿真分析，结果表明估计的稳定域符合一般的实际规律；(3)结合搭建的Simulink车辆主要参数，在Carsim中自定义更符合实际运行规律的研究对象，对两个模型在直线和转向工况下进行纵向动力学和侧向动力学输出验证，验证联合仿真的可行性；(4)将传统PI控制理论、车辆系统扭矩分配方法与多模型切换控制、容错控制理论相结合，搭建联合仿真框架，实现了正常工况下直线行驶到电机故障工况车速追踪、车辆容错稳定性的切换控制。关键词：四轮独立驱动

6、电动汽车，李雅普诺夫理论，侧向稳定域，多模型切换，容错控制LateralStabilityRegionEstimationandFault．TolerantControlforFour-ⅥmeelIndependently-ActuatedElectricVehicleApplicant：QingZhiyongSupervisor：YinGuodongUniversity：SoutheastUniversityAbstractAsanewdirectionofpureelectricvehicle(PEV)，fourwheelindepend

7、entlydrivenelectricvehicle(4WlDEV)bringsinnovativeconfigurationinpowertrainandcontrolmode．Andhencetriggeredawaveofresearcharoundtheworld．Thepaperselectsfourwheelindependently-drivenelectricvehicleasresearchobject．ThemaincontentsofthisdissertationarcsummedasfolloWS"fl1Dynami

8、cequationsofvehielemotionandtherelationshipbetweenvehiclevariablesaregiveninchapte