分布式电驱动汽车主动转向与复合制动集成控制研究

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1、学校代号10532学号B1102S017分类号U461.6密级公开博士学位论文分布式电驱动汽车主动转向与复合制动集成控制研究学位申请人姓名袁希文培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称文桂林教授学科专业机械工程研究方向车辆动力学及其控制论文提交日期2015年6月18日学校代号：10532学号：B1102S017密级：公开湖南大学博士学位论文分布式电驱动汽车主动转向与复合制动集成控制研究学位申请人姓名：袁希文导师姓名及职称：文桂林教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2015年6月18日论文答辩日期：201

2、5年9月30日答辩委员会主席：程军圣教授IntegratedControlofActiveSteeringandHybridBrakinginDistributedElectricDriveVehiclesbyYUANXiwenB.E.(HubeiUniversityofAutomotiveTechnology)2009AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinMechanicalEn

3、gineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorWENGuilinJune,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＂作者签名：日期年作月／日学位论文版权使用

4、授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在。年解密后适用本授权书２、不保密囚。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名：韵之日期年八月豕日导师签名；日期：卑作月才日Ｉ分布式电驱动汽车主动转向与复合制动集成控制研究摘要近年来，

5、由于石油燃料危机和越来越严格的车辆排放与安全标准，车辆电动化即新能源汽车的研发正逐步成为全球汽车工业研发的焦点。然而，这对已经建立成熟体系的传统汽车技术，如动力系统的设计与布置、底盘的设计与布置以及车辆动力学与控制，提出了巨大的挑战并迫切需求革命性替代产品的出现。不可避免的，电池和电机控制以及能量管理系统的开发和研究受到了大量的关注，然而针对车辆电动化所带来的对车辆动力学的冲击的研究却鲜有报道。例如，以目前的技术，电池仍然是车辆部件中较重的一部分，这往往会带来簧载质量、惯量的增加甚至质心高度的升高，造成车辆稳定性恶化。即使保证了车

6、辆的行驶稳定性，仍然存在着节能和提高系统效率的挑战，因此基于新能源汽车进行车辆稳定性与节能性的集成控制是亟需解决的新的研究课题。电机是联系电动汽车节能性与车辆动力学特性的关键部件，但受其外特性和SoC（荷电状态）的影响，单独电机制动产生的最大制动力矩往往无法满足一些强制动工况的需求，故其制动系统常采用电制动与液压制动的复合制动方式。复合制动的出现使得滑移率控制（WSC）产生了更加复杂的作用机理，这个过程存在如何进行电液扭矩分配以及如何处理制动能量回收与轮胎非线性动力学之间耦合的难点问题，而基于电液复合制动的WSC又是实现车辆稳定性

7、与节能性控制的关键所在。鉴于此，本文以装备有主动前轮独立转向(AIFS)系统和电液复合制动系统的分布式电动驱动汽车为研究对象，注重电动汽车与燃油汽车在车辆动力学集成控制方面的区别，考虑基于电液复合制动的滑移率控制对ABS、ESP等的冲击，发挥四轮独立制动和前轮独立转向的优势，结合复合制动所具备的车辆稳定性控制和制动能量回收两方面的特点，基于分层控制结构，利用先进控制分配理论技术，实现车辆的综合稳定性和节能性控制。主要研究工作如下：（1）车辆动力学模型建立与验证，首先建立了主动前轮独立转向子系统与电液复合制动子系统模型。其中，AIF

8、S子系统模型包含用于分析悬架特性与整车性能的多体动力学模型和用于车辆稳定性控制的数学模型，复合制动子系统模型包含对时间延迟的pade近似处理以及离散状态方程模型；然后建立了用于验证控制器效果的车体动力学模型和轮胎模型；最后，分别应用车辆动力学商业软