四轮毂电机驱动车辆转向稳定性控制

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1、四轮毂电机驱动车辆转向稳定性控制汪杰2015年1月中图分类号：TP29UDC分类号：621四轮毂电机驱动车辆转向稳定性控制作者姓名汪杰学院名称机械与车辆学院指导教师翟丽副教授答辩委员会主席张承宁教授申请学位工学硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月SteeringStabilityControlofFour-WheelDriveVehiclewithHubMotorsCandidateName：JieWangSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.

2、LiZhaiChair,ThesisCommittee：Prof.ChengningZhangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学

3、位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要本文针对四轮毂电机驱动车辆各轮力矩独立可控的特点，针对四轮毂电机驱动车辆提出了一种转向稳定性控制策略，以提高车辆的转向稳定性。文中首先对四轮毂电机驱动车辆转向时的动力学进行了分析，分析了车轮受力对车辆横摆运动的影响，同时确定了车辆转向稳定性的影响因素及评判标准，最终得到了车辆转向稳定性控制策略。该转向稳定性控制策略主要由三部分组成：（1）失稳判断模块：判断车辆是否出现失稳，选择合适的控制模式；（2）上层控制器：

4、包括车速跟随控制器、横摆力矩控制器、滑转率控制器；根据驾驶员指令和当前车辆运行状态计算车辆稳定运行所需的驱动力矩和调整横摆力矩；同时保证各车轮滑转率不超过极限值。（3）下层控制器：将车辆稳定运行所需的驱动力矩和调整横摆力矩分配给四个电机，在力矩分配控制器中运用了平均分配、动态载荷、最优分配三种不同的力矩分配方法，改善车辆稳定性；然后利用CarSim建立整车模型，MATLAB/Simulink建立稳定性控制策略模型和动力系统模型，并利用CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真，验证该转向稳定性控制策略。文中针对四轮毂电机驱动车辆模型，在正弦实验、双移线实验、

5、蛇行实验三种不同工况下进行了仿真，通过仿真结果分析可以得知文中提出的稳定性控制策略有效的改善了车辆的转向稳定性，同时对三种不同的力矩分配方法也进行了比较分析，结果表明从车辆动力性角度而言，三种分配都能保持车速的恒定，满足车辆动力性的要求；从车辆转向稳定性角度而言最优分配在对横摆角速度、质心侧偏角以及轨迹跟随性等方面要优于动态载荷分配和平均分配，从质心侧偏角相平面图上可以看出，当车辆运行在高速、低附着系数路面等极限工况上时，最优分配的优越性体现的更为明显；并且最优分配和动态载荷分配在分配过程中都考虑到了轴荷的转移，更符合实际情况。关键词：四轮独立驱动；轮毂电机；转向稳定性；

6、转矩分配I北京理工大学硕士学位论文AbstractAsteeringstabilitycontrolstrategyispresentedinthispapertoimprovevehiclesteeringstability,accordingtothecontrollablecharacterforeachwheel’storqueoffour-wheeldrivevehiclewithhubmotors.Thefirstpartofthispaperistoanalysethedynamicsofforfour-wheeldrivevehiclewithhubmot

7、orswhenit’sturning.Theinfluenceofthewheels’forceonthevehicle’syawmovementisanalysed.Thentheinfluenceelementsandevaluationcriteriaaredetermined.Atlastthesteeringstabilitycontrolstrategyofvehicleisgotten.Thestrategyconsistsofthreeparts:(1)Anunstabilityjudgingmodule:ju