分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究

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1、—————————————————————分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究—————————————————————Researchonintegratedcontrolmethodofhandlingandstabilityfordistributedelectricvehicle————————————作者姓名：谢宪毅专业名称：载运工具运用工程研究方向：车辆仿真与智能化指导教师：金立生教授学位类别：工学博士培养单位：交通学院论文答辩日期：年月日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席

2、委员未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全

3、意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士☑博士学科专业：载运工具运用工程论文题目：分布式电动汽车操纵稳定性

4、集成控制方法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：摘要分布式电动汽车操纵稳定性集成控制方法研究随着世界范围内汽车保有量的不断增长，因汽车尾气污染物排放引起的环境问题受到广泛关注，人类赖以生存的大气环境受到严重威胁。为此，各国政府和汽车厂商纷纷提出以发展电动汽车作为解决这一问题的措施。随着科技的进步和人们对汽车性能要求的不断提高，分布式驱动电动汽车应运而生。这种新型的电动汽车不同于以往的内燃机汽车，分布式电动汽车取消了汽车底盘的传动系统，直接由安装在车轮上的轮毂电机驱动行驶，这使得

5、车辆的可控自由度大大提升，其在改善车辆操纵性与提升行驶稳定性等方面都有着显著的优势。多可控自由度的车辆底层执行机构，需要重新设计和研究相关集成控制方法和策略，以提升车辆操纵性与稳定性。为了保证分布式电动汽车的安全性能，在传统汽车稳定性控制研究的基础上，提出新的控制策略与方法。本文依托于国家重点研发计划项目《智能电动汽车的感知、决策与控制关键基础问题研究》(编号：2016YFB0100900)、中国汽车技术研究中心合作项目《电动智能车驱动、转向、制动协调控制策略研究》(编号：3R217R802417)。文中以分布

6、式电动汽车为研究对象，基于改善汽车操纵稳定性的前提，针对后轮主动转向系统、分布式驱动系统的控制方法以及分布式电动汽车的稳定性集成系统进行深入研究。通过分析国内外相关研究的现状后，总结现阶段相关研究中存在的问题与不足，确定本文的主要研究内容。具体如下：1、建立了分布式电动汽车动力学模型。依据达朗贝尔原理和牛顿第二定律建立了分布式电动汽车整车8自由度动力学仿真模型，其中包括Gim轮胎模型，转向系统模型，驱动电机模型和驾驶员模型。针对所建立的车辆动力学模型进行开环、闭环仿真测试和分析，并通过与Carsim软件中的车辆

7、模型进行比较和分析，验证了整车动力学模型的合理性，为后文中的仿真试验提供基础。2、车辆行驶状态参数信息获取与车辆行驶稳定性判断。采用扩展卡尔曼滤波原理(EKF)建立状态估计器，估算车辆质心侧偏角、轮胎与路面之间的附着系数。通过仿真试验验证了该算法在车辆线性工况和非线性工况下的有效性和准确性。基于相平面法则，获取了车辆在不同行驶车速与路面附着条件下质心侧偏角-质心侧偏角速度的相平面稳定区域及边界曲线表达式。并将车辆质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面区域划分为“稳定区域”，“临界区域”和“非稳定区域”三部分，以此判断

8、车辆行驶稳定性，同时也作为设计车辆稳定性集成控制系统的基I础。3、设计了一种变权重系数LQR后轮主动转向控制系统。在利用传统LQR控制理论设计后轮主动转向控制器的基础上，设计了一种根据路面附着系数情况调节Q矩阵权重系数的后轮主动转向控制器。分析了车辆横摆角速度、质心侧偏角和车辆稳定性之间的关系。针对路面附着系数的情况，动态调整Q矩阵权重系数，在低附着路面上行驶时，提高对qβ的权重系数，