基于操纵稳定性的电动汽车数学建模、参数辨识及模型验证

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1、上海交通大学硕士学位论文基于操纵稳定性的电动汽车数学建模、参数辨识及模型验证硕士研究生：Shahjahan学号：1120329130导师：喻凡教授申请学位：工学硕士学科：车辆工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterHandling-basedModeling,IdentificationandValidationofanElectr

2、icVehicleCandidate：ShahjahanStudentID:1120329130Supervisor：Prof.YuFanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：AutomotiveEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefense：June,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUni

3、versity基于操纵稳定性的电动汽车数学建模、参数辨识及模型验证摘要论文以零排放、经济性好且日趋成熟的电动汽车为研究对象，首先建立了整车数学模型，接着进行了系统参数辨识，并在电动汽车试验样车上进行了操纵稳定性试验。鉴于利用数学建模的方法通常能够如实的反映车辆的动力学特性，本研究利用现有的汽车动力学模型来检验车辆的操纵稳定性。首先，搭建了一个8自由度的整车多体动力学模型，具体而言包括纵向、侧向、横摆、侧倾以及四个车轮的转动。该模型适用于研究车辆的操纵稳定性。为了进行进一步的分析，接下来必须确定一些整车的关键参

4、数。其中一些参数可以采用直接测量的方法获得，而另一些则需要利用离线或在线的辨识方法通过实车试验得到。为了达到确定模型参数的目的，在本研究中采用了优化技术来辨识8自由度非线性整车模型和魔术公式轮胎模型所需要的车辆参数。最后，通过与不同工况下的道路试验数据以及CarSim中的轮胎模型数据进行对比，分别对整车模型和轮胎模型进行了验证。在此所采用的优化方法可以进一步用来辨识其他未知的车辆模型和轮胎模型参数。此外，该经过验证的非线性整车模型还可以用于研究不同车辆在不同工况下的操稳动力学，并为将来开展主动安全控制方法的研

5、究打下基础。关键词：电动汽车，8自由度模型，魔术公式，系统辨识，模型验证IHandling-basedModeling,IdentificationandValidationofanElectricVehicleABSTRACTTheresearchworkisaimedattheeminenttermof‘EV’,whichinstigatestheemission-free,cost-effectiveandanadeptchanneloftransportation.TheexperimentalEle

6、ctricalVehicleisexploitedtoundertakehandlingtestsbasedonvehicularmodelingfollowedbysystemidentification.Asithappenstobecustomarynowtointerpretdynamicsofavehiclebymeansofmathematicalmodeling,merelybecauseoffactuality,thisresearchworktakestheavailablevehicled

7、ynamics’modelstoexaminehandlingcharacteristics.Inessence,amultibodymodelembodying8degreesoffreedomnamelylongitudinalmotion,lateralmotion,yawmotion,bodyrollmotionandrotationaldynamicsoffourwheelsisdeployed.Thismodelisconsideredsuitableinfulfillingrequiredfea

8、turesforhandlingmaneuvers.Inordertoundergocertainanalyses,thenextphaseinthisaspectistheknowledgeofvehicularparameters.Thenominalvaluesofwhichareacquiredbydirectmeasurements.Theresidualsetofparametersar