轮毂电机驱动汽车横摆稳定控制方法研究

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1、硕士学位论文轮毂电机驱动汽车横摆稳定控制方法研究YawStabilityControlofIn-WheelMotorVehicle丁晓慧哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：U469.72学校代码：10213国际图书分类号：629密级：公开工程硕士学位论文轮毂电机驱动汽车横摆稳定控制方法研究硕士研究生：丁晓慧导师：马明达副教授申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U469.72U.D.C:629Dissertationfor

2、theMasterDegreeinEngineeringYawStabilityControlofIn-WheelMotorVehicleCandidate：DingXiaohuiSupervisor：Prof.MaMingdaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferrin

3、g-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要车辆横摆稳定控制是汽车主动安全的重要内容，用于防止车辆转向中的不足转向或过度转向，提高车辆的行驶安全性。而新型的轮毂驱动汽车，具有四个车轮驱动力矩和回馈制动力矩连续可调的特性，其横摆稳定控制与传统结构汽车不同，使得控制策略和控制方法面临技术变革，产生诸多新的控制问题。为此，本文针对轮毂驱动汽车的横摆稳定控制问题展开研究，以其为轮毂驱动汽车的横摆稳定控制提供新的控制方法，本文的结构安排如下。首先，为进行轮毂驱动汽车动态

4、特性分析和后续控制器设计，对轮毂驱动汽车的动力学建模问题进行研究。质心侧偏角和横摆角速度能够表征车辆横摆过程的动态特性，因此将车辆横摆角速度和质心侧偏角作为模型状态。以忽略风阻力及车轮滚动阻力对横摆运动的影响下，建立了包括车辆横向运动和横摆运动的二自由度车辆动力学模型。通过与高精度车辆动力学软件veDYNA中车连模型对比，验证模型了所建立的模型能够较为准确地反映出车辆横摆动态。进而，设计了轮毂驱动汽车横摆稳定控制器。引入分层控制思想，将控制器设计分为两层。上层控制器以控制车辆质心侧偏角和横摆角速度跟踪期望值为控制目标，以附加转向角

5、和直接横摆扭矩为控制输入，使用终端约束模型预测控制方法，设计了车辆横摆稳定控制器。下层控制器用于将直接横摆扭矩分配到各个车轮上，以实现车辆横摆稳定控制。最后，基于高精度车辆动力学仿真软件veDYNA进行了多种工况的仿真验证，结果表明，本论文中所设计的控制器能够保证车辆横摆稳定。关键词：横摆稳定控制；模型预测控制；附加转向角；直接横摆扭矩-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThecontrolofvehicleyawstabilityisacriticalpartofthevehicleactivesafetytec

6、hnique.Itcanhelptoavoidundersteeringandoversteeringinsteeringcourseandimprovethesafetyduringdrivingprocess.Differentwiththetraditionalones,in-wheel-motordrivingvehicleshavethefeaturesthatdrivingtorqueandbrakingtorqueofthefourwheelsarecontinuouslyadjustable.Thismakesth

7、eyawstabilitycontrolstrategyandmethodconfronttechnologicalrevolution,creatingnumerouscontrolproblems.Giventhis,thispaperstudiesontheyawstabilitycontrolofin-wheel-motordrivingvehicleandprovideanewcontrolmethod.First,thispaperstudiesonthedynamicmodelingofin-wheelmotorve

8、hicle,accordingtowhichthevehicledynamiccharacteristicsisanalyzedandyawstabilitycontrollerisdesigend.Thevehiclesideslipanglea