基于转矩分配的轮式驱动电动汽车操纵稳定性控制研究

《基于转矩分配的轮式驱动电动汽车操纵稳定性控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沈阳工业大学硕士学位论文基于转矩分配的轮式驱动电动汽车操纵稳定性控制研究ResearchOnElectric-wheelVehicleHandlingandStabilityControlBasedonTorqueDistribution作者：李琳单位：沈阳工业大学指导教师：丁惜瀛教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年2月28日学位授予单位：沈阳工业大学摘要电动轮汽车采用四个轮毂电机驱动，不仅节省了底盘空间，而且增加了电动汽车的灵活性，为电子控制单元提供了更多的操纵机构，由于省去了传统机械结构的限制，使得车辆的稳定性更多依靠控制，这对整车操纵稳定性控制系

2、统提出了更高的要求。车辆是一个多自由度、非线性系统，针对其执行机构冗余的特点，设计了分层式操纵稳定性控制结构。上层控制器根据横摆角速度和质心侧偏角的变化特点，分别采用模糊控制算法和PID控制算法对横摆角速度、质心侧偏角存在的偏差进行动态纠正，并将控制输出的横摆力矩、转向角的补偿量传递到下层控制器，仿真结果表明上层控制器控制策略可很好地适应车辆不同工况下的非线性，提高车辆的操纵稳定性。下层控制器通过转矩分配技术将上层控制输出的横摆力矩及转向角补偿量转化为四轮驱动转矩。为实现转矩分配最优，对横摆力矩跟踪误差、驱动能量消耗量、电机转矩脉动幅度三项性能指标进行综合，形成目标函数，采用遗传算法对分

3、配结果进行在线优化，对车辆极限行驶工况进行模拟仿真，结果表明：采用优化转矩分配方法与上层控制器结合，可有效提高车辆的操纵稳定性。车辆姿态实时、准确获得是操纵稳定性控制性能良好的前提。为解决目前车辆姿态参数获取困难、精度低的问题，设计了基于扩展Kalman滤波算法的车辆状态观测器，在线观测横摆角速度、质心侧偏角、纵向速度，仿真结果表明：与理论计算值值对比，观测数据在误差允许范围内，观测数据有效。关键词：电动轮汽车，分层式控制结构，操纵稳定性，转矩分配优化，状态观测IAbstractElectric-wheelvehicleisdrivenbyfourin-wheelmotorswhichc

4、ansavethespaceofchassis,increasetheflexibilityofthevehicle,andprovidemoreoperatingmechanismforelectroniccontrolunits.Becauseofeliminatingthelimitationofthetraditionalmechanicalstructure,thevehicle'sstabilityrelymoreonthecontrol,sothevehiclehandlingstabilitycontrolsystem.isputforwardhigherrequirem

5、entstoThevehicleismorethanonedegreeoffreedomnonlinearsystem,soahierarchicalhandlingstabilitycontrolstructureisdesignedaccordingtothecharacteristicofactuatorsredundancy.Accordingtothecharacteristicsofyawrateandsideslipangle,fuzzycontrolandPIDcontrolalgorithmareusedtocorrectthedeviationofyawrateand

6、sideslipanglerespectiveinadynamicconditionforuppercontroller,thenpasstheyawmomentwhichthecontrolleroutputsandcompensationofsteeringangletothelowercontroller.Thesimulationresultsshowthatthecontrolstrategyofuppercontrollerprovidessatisfactoryperformancewithvehiclenonlinearunderdifferentworkingcondi

7、tions,andimprovesthevehiclehandlingandstability.Thelowercontrollerturntheyawmomentandthecompensationofsteeringanglewhichtheuppercontrolleroutputstothefour-wheeldrivetorquebytorquedistributiontechnology.Inordertoachieve