后轴独立驱动电动汽车驱动系统构建与横摆稳定性控制

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1、分类号：U27；U4610710-2015122022硕士学位论文后轴独立驱动电动汽车驱动系统构建与横摆稳定性控制魏敬东导师姓名职称马建教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月29日学位授予单位长安大学ResearchontheDrivingSystemConstructionandYawStabilityControloftheRearAxleIndependentDriveElectricVehicleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：WeiJingdongSupervisor：Prof.MaJianChang’anUniversity,Xi’an,China摘要相比于内燃机汽车和集中式驱动电动汽车，独立驱动电动汽车的机械结构更加简单，动力性更强，电机响应迅速，是纯电动汽车发展的重要方向之一。然而，独立驱动电动汽车驱动力来自不同的驱动电机，在行驶过程中更加容易出现横摆失稳的现象。本文主要从独立驱动电动汽车驱动系统结构设计入手，构建了后轴独立驱动电动汽车实车驱动系统，充分发挥驱动轮彼此独立、驱动力控制精准且电机响应迅速的优点，提出了以驱动轮的驱动力为执行力，以

3、提高车辆横摆稳定性为目标的直接横摆力矩控制策略，具体分为以下几个方面：（1）基于全国大学生方程式赛车电动车实车平台，从部件的参数匹配到零部件的结构设计，将原电动车的单电机驱动结构进行改造，设计并装配完成了后轴独立驱动电动汽车实车，最终得到车辆的整车参数。（2）运用车辆系统动力学知识，建立了包括线性车辆参考模型和非线性车辆计算模型的简化车辆动力学模型，并在所获得的实车参数基础上，利用Carsim软件建立了反应车辆实际运行状态和控制效果的实际车辆控制模型，最终搭建了Matlab/Simulink-Carsim联合仿真平台。（3）从三个方面分析论述

4、了影响车辆横摆稳定性的因素，提出以车辆的横摆角速度和质心侧偏角为控制变量，以驱动轮的驱动力为执行力，包括横摆力矩决策层和转矩分配层两部分的直接横摆力矩控制策略。其中控制策略的上层部分运用滑模控制理论，下层部分采用优化控制理论，针对非线性系统，既能够保证控制精度也能够保证响应速度。（4）基于Matlab/Simulink-Carsim联合仿真平台，搭建了蛇形试验工况并结合Carsim内置的双移线试验工况对本文提出的控制策略进行了仿真验证。同时利用驱制动试验台在稳态回转工况下进行了试验，对控制策略进行了进一步的验证。本文提出的控制策略以驱动力为横

5、摆力矩执行力，能够保证车辆横摆稳定性，同时避免了以制动力作为横摆力矩执行力时因纵向车速降低带来的行驶安全性问题。关键词：后轴独立驱动电动汽车，横摆稳定性，直接横摆力矩控制，滑模控制iAbstractIndependentdriveelectricvehicle,whichhassimplermechanicalstructure,strongerpowerandfasterresponsecomparedtotheinternalcombustionenginevehicleandthecentralizeddriveelectricvehi

6、cle,isoneoftheimportantdirectionsforthedevelopmentofpureelectricvehicle.However,thedrivingforceofindependentdriveelectricvehiclecomesfromdifferentdrivingmotors,soitiseasytoappearyawinstabilityduringdriving.Thispaper,startingwiththestructuredesignofthedrivesystemoftheindepen

7、dentdriveelectricvehicle,constructsthedrivingsystemoftherearaxleindependentdriveelectricvehicle.Itgivesfullplaytotheadvantagesofindependentdrivingwheel,accuratedrivingforcecontrolandquickresponse,andputsforwardadirectyawmomentcontrolstrategywhichtakesthedrivingforceofthedri

8、vingwheelastheexecutionforcetoimprovethestabilityofthevehicleyaw.Itisspecificallyd