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时间:2019-03-12
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1、—————————————————————————————————基于ADAMS和SIMULINK的多轴电动车的建模与操纵稳定性研究——————————————————————————————————ModelingandStabilityStudyofMulti-AxleEVBasedonADAMSandSIMULINK作者姓名:刘永腾专业名称:车辆工程指导教师:靳立强教授学位类别:工学硕士答辩日期:2015年6月7日摘要基于ADAMS和SIMULINK的多轴电动车的建模与操纵稳定性研究轮毂电机驱动的电动汽车无需传统内燃机汽车繁杂的机械传动
2、系统,具有整车结构简化、重心低等一系列优点,是当前汽车行业的研究热点。国外已开发出成熟的多轴电驱动车辆试验平台,本课题着眼于提升多轴电驱动车辆的操纵稳定性,建立了基于ADAMS的多体动力学整车试验仿真平台,并采用以降低轮胎负荷为目标的转矩分配算法,设计了稳定性控制器,经仿真证明车辆模型的操纵性能明显提高。主要研究内容如下:首先,参照课题模型车资料,针对实际需求及研究目标,利用ADAMS软件建立了多轴车多体动力学模型,包括转向系统、悬架系统、驱动电机、车体和驾驶室模型、轮胎模型、高中低附着路面和驱动控制文件等;在高、低附着路面上做了仿真分析,验
3、证了模型车的正确性。然后,针对多轴电驱动车辆的结构特点,制定了整车动力学分层控制策略。在上层控制器中,运用PID控制目标车速和实际车速的偏差,实现车辆速度的实时控制;设计了基于模糊算法的直接横摆力矩控制方法,充分发挥电动汽车电机转矩独立可控的优势,以多轴二自由度车辆为参考模型,实现横摆角速度和质心侧偏角实际值对目标值的跟随。在底层控制中,由于执行电机多于控制变量,为了解决驱动转矩冗余分配问题,以轮胎负荷率最小为优化目标,设计了转矩优化分配算法,并考虑到轴荷转移对稳定性的影响,在优化函数中增加了权重系数。在不满足优化分配要求时,各轮转矩依据其垂
4、向载荷进行比例分配。最后,选取了不同附着路面进行转向盘阶跃输入和正弦输入离线仿真,结果表明相对无控制车辆,采用模糊DYC控制的车辆的横摆角速度、质心侧偏角等状态参数都被限制在很小的范围内;采用优化分配算法的车辆比平均分配的车辆拥有更好的车身姿态,原因是垂直载荷较大的轮胎分配了更多的驱动转矩,提高了路面的附着裕量,降低了轮胎负荷率,表明所设计的稳定性控制策略能够有效提升多轴车辆的操纵稳定性。关键字:多轴车,Adams/car,电驱动车辆,转矩分配,稳定性控制IABSTRACTModelingandStabilityStudyofMulti-ax
5、leEVBasedonADAMSandSIMULINKTraditionalmechanicaltransmissionsystemisnotnecessarytoEVwithin-wheel-motors,whichhavealotofadvantagesthatitsimplifiesthevehiclestructureandlowerthemasscenter.Asaresult,ithasbecometheresearchfocusintheautomotiveindustry.Vehicletestplatformhasbeend
6、evelopedformulti-axisEVwithin-wheelmotorsatabroad.Thepaperfocusesonthemulti-axleelectricvehiclesteeringstabilityandestablishessimulationtestplatformformulti-bodydynamicsmodelbasedontheADAMS.Stabilitycontrollerisdesigned,whichadoptsthetorqueallocationalgorithm,toreducethetir
7、eload.Thesimulationresultsshowthatthedesignedcontrollercanimprovevehiclesteeringstability.Themainresearchcontentsareasfollows.Firstly,givenvehicleactualdemandandresearchtarget,multi-axlevehiclemodelisestablishedwithmodelcardatabyuseofADAMSsoftware.Thevehicledynamicmodelisdi
8、videdintosteeringsystem,suspensionsystem,motormodel,bodyandcabmodel,highandlowadhe
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