四轮独立驱动电动汽车稳定性仿真研究

对汽车操纵稳定性影响因素进行分析,设计适合于四轮独立驱动汽车的稳定性控制策略,充分利用四轮独立驱动汽车每个轮的驱动力可以单独控制的优点,在传统车只能靠制动来改变车轮滑移率的基础上,增加了驱动控制,同时对汽车进行驱动和制动控制,通过仿真实验验证所设计的控制策略的有效性。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车纵侧向稳定性协调控制策略研究

结合四轮轮毂电机驱动电动汽车四轮转矩独立可控的特点,针对加速同时转向时地面附着力不足的情况,研究车辆纵向和侧向稳定性协调控制策略。针对未知和复杂多变的路面附着情况,设计对路面附着变化具有良好鲁棒性的滑转率自寻优驱动防滑控制策略,采用滑模控制方法实现了对路面最优滑转率的自适应追踪。在此基础上,构建稳定性协调控制策略,通过对车辆纵、侧向动力学目标进行优先级判断和多目标协调控制,有效提升了车辆纵向和侧向稳定性。通过CarSim-Simulink联合仿真验证了驱动防滑控制策略在未知路面附着情况下的有效性,提出的纵侧向稳定性协调控制策略能够有效提升车辆的纵向和侧向稳定性,控制效果优于直接横摆力矩控制。     

四轮独立驱动电动汽车车速估计研究

针对四轮独立驱动电动汽车四轮转矩易于获得的特点,基于无轨卡尔曼滤波(UKF)理论设计了四轮独立驱动电动汽车纵向车速和侧向车速估计算法。该算法利用纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度等低成本传感器测量信号,采用带有HSRI轮胎的具有纵向、侧向和横摆运动的非线性三自由度估算模型,实现对四轮独立驱动电动汽车的纵向车速、侧向车速的实时估算。仿真实验结果表明:算法能够准确估算四轮独立驱动电动汽车纵向车速和侧向车速。     

四轮独立驱动电动汽车再生制动控制策略的研究

针对四轮独立驱动电动汽车,设计了一种再生制动控制策略。充分考虑车速、电池的SOC(充电状态)、电池的最大充电电流和最大充电电压、电机的转矩特性、汽车制动Ⅰ曲线以及ECE法规曲线等因素的影响,该控制策略兼顾了制动稳定性和制动能量的回收效率。基于Simuliuk和AVL Cruise软件平台进行了系统建模和联合仿真。仿真结果表明,该优化控制策略在保证制动安全、稳定的前提下,极大地提高了制动能量的回收效率。     

四轮独立转向/独立电驱动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

四轮独立转向/独立电驱动汽车具有四轮转角、四轮驱动力矩独立可控的优势,易于实现整车集成控制,针对其驱动转向集成控制问题,论文研究了四轮转向与横摆力矩的集成控制方法。采用比例四轮转向控制方法,建立二自由度参考模型,应用最优控制理论设计了四轮转向与横摆力矩集成控制器,通过对后轮附加转角控制和驱动力矩合理分配提高汽车操纵稳定性。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建了整车模型、编写了控制程序,选取紧急避障双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明研究的四轮独立转向/独立电驱动汽车集成控制方法能够保证汽车在紧急转向工况下具有良好的操纵稳定性。     

四轮独立驱动系统与驱动模式仿真研究

为提高四轮独立驱动系统的驱动力应用效率,提高特种车辆的控制能力、动力性和稳定性,开展了四轮驱动力分配模式的研究。根据实体车辆结构搭建了四轮独立驱动平台物理模型,基于ADAMS软件搭建了虚拟样机模型;通过3种驱动力分配模式下车辆在平直路面匀速行驶状态下的动力学仿真,分析了等转矩和等状态两种驱动力分配模式下的车辆运行状态;以及在车轮不同转矩模式下车辆运动情况。仿真结果表明,驱动转矩的分配比例与质心位置有关,等状态模式在车辆正常行驶情况下性能较好;当左右车辆驱动转矩不同时,车辆跑偏程度主要取决于左右两侧驱动力的差值。     

四轮独立转向汽车高速行驶时操纵稳定性的研究

简要分析了四轮转向（4WS）汽车在高速行驶时的操纵稳定性，指出其在高速变换车道行驶时存在的一些问题，介绍了前后轮转角比是车速函数的控制方法，阐述了四轮独立转向（4WS）汽车在高速变换车道行驶的优点。     

独立驱动电动汽车神经网络PID稳定性控制

为提高独立驱动电动汽车在极限工况下的稳定性,提出了基于神经网络PID控制策略的直接横摆力矩决策算法,控制质心侧偏角和横摆角速度并进行转矩分配。基于2自由度车辆模型的线性化特征参数与实际车辆控制目标的偏差,引入动量优化项对神经网络权值进行在线更新,计算出跟踪理想质心侧偏角和横摆角速度所需的直接横摆力矩,通过车辆前后轴动态载荷估计,考虑驱动电机饱和输出力矩和路面限制条件的约束,对各驱动轮进行直接横摆力矩分配。将算法应用于CarSim/Simulink联合仿真模型进行工况仿真实验。结果表明,该方法能够保证车辆在中速情况下于光滑路面紧急转向和紧急移线换道操作稳定性,以及在路面湿滑情况下高速超车快速并线的稳定性。     

基于四轮独立驱动电动车电机转速控制实验装置设计

为了实现四轮独立驱动电动汽车的动力最优分配,需要汽车中央控制单元实时采集电动汽车的各个车轮速度。实验中利用单片机设计了一种对四轮独立驱动电动汽车进行转速采集的装置。通过单片机自带的增强型脉冲累加模块和周期中断定时器模块,设计下位机程序对脉冲进行累加计数,实现了对电动汽车电机转速的精确测量,最后实验验证了设计的可行性,该设计可以为汽车主控制器控制后续执行机构的高精度动作提供基础。     

四轮独立驱动EV侧向稳定性H∞鲁棒容错控制

为解决参数不确定性四轮独立驱动电动汽车发生执行器及传感器故障时车辆侧向稳定性控制问题,提出一种H_∞鲁棒容错控制方法。运用故障矩阵函数引入车辆连续性故障,建立了考虑执行器及传感器故障的二自由度车辆参数不确定性动力学模型。运用线性矩阵不等式求解方法设计车辆侧向稳定性H_∞鲁棒容错控制器,保证车辆动力学系统渐近稳定性及抗干扰能力,实现控制系统H_∞鲁棒性能满足给定的干扰衰减指标。搭建CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真实验平台,验证控制器的有效性。仿真实验表明,所设计H_∞鲁棒容错控制器能有效提升了车辆的侧向稳定性及安全性,对车辆故障具有良好的容错控制能力。     

四轮独立驱动四轮转向电动试验样车的研制

研制出一辆四轮独立驱动四轮转向(4WD-4WS)电动试验样车,4个车轮分别由彼此独立的直流电机驱动,后轮转向机构由步进电机驱动跟随前轮转向。阐述了底盘总成、电气总成的结构及特点;采用等转矩、等功率两种模式分配四轮驱动力,进行了直线行驶与转弯行驶的基本试验。结果表明,研制的4WD-4WS电动样车设计结构可靠、性能良好,为系统地进行动力学性能试验,以及寻找最佳的驱动力分配模式和最佳的四轮转向模式提供依据。     

智能四轮独立驱动电动汽车差动转向与主动转向协同路径跟踪控制研究

智能驾驶技术是当前汽车工业的研究热点,四轮轮毂电动机驱动电动汽车为智能驾驶提供了绝佳的线控平台。充分利用左右车轮不对称转矩主动生成横摆力矩,能够在线控转向基础上更好地实现高精度路径跟踪控制。文中提出了一种基于模型预测控制(MPC)的差动转向与主动转向协同路径跟踪控制方法,建立了车辆三自由度动力学模型,设计了前轮转向角和整车直接横摆力矩的滚动优化控制律来追踪规划路径,有效解决了控制器设计面临的动力总成和转向角执行约束挑战。仿真结果表明,该控制方法能够很好地跟踪目标轨迹,并且与单一线控转向控制相比可以获得更好的结果。     

四轮独立驱动EV自校正转向控制研究

针对四轮独立驱动电动汽车转向控制效果与所搭建车辆动力学模型参数紧密相关的问题,提出一种车辆动力学模型参数自校正转向控制系统设计方法。采用递推最小二乘法对车辆动力学模型关键参数进行实时辨识,有效地解决了车辆动力模型参数时变及非线性扰动影响的问题。设计加权最小方差自校正车辆转向控制器,实现对车辆转向横摆稳定性进行实时优化的目标。通过建立加权最小方差控制目标函数,计算出优化横向稳定性所需附加横摆力矩,并实时修正车辆四轮独立驱动转矩,有效提升了四轮独立驱动电动汽车转向工况操纵稳定性。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对所设计自校正四轮转向控制系统进行仿真分析验证。仿真结果表明,该加权最小方差自校正转向控制器能有效提升四轮独立驱动电动汽车的行驶稳定性。     

四轮独立驱动电动汽车等转矩转弯试验及滑动率分析

针对研制的四轮独立驱动电动试验样车4 WID EV,建立了稳态转向动力学模型。按等转矩模式分配四轮驱动力,进行了不同条件下的转弯试验。采用坐标网格法测绘了样车的行驶轨迹,得到了四轮转弯半径及整车转弯半径的变化情况。转弯试验揭示出驱动轮存在滑动,推导了滑动率的计算公式,并分析了转向轮转角及车速对滑动率的影响规律。结果表明,采用等转矩模式分配四轮驱动力,各轮间存在相互拖拽现象,从而产生功率内循环。     

四轮独立驱动电动汽车轮胎纵横向滑移能耗仿真分析

四轮独立驱动电动汽车被认为是目前最有发展前景的电动汽车驱动方案之一.由于采用轮毂电机独立驱动,提高系统的可操作性,使得轮胎产生的能量消耗可以独立控制,为汽车节能控制提供了发展潜力.而精确的四轮独立驱动电动汽车轮胎纵、横向滑移能耗模型是实现节能控制的关键与理论基础.针对轮胎纵、横向滑移能耗模型的研究有待进一步深入,针对四...     

FlexRay通信网络在四轮独立驱动电动车控制系统的应用

为了满足人们对于汽车的各种功能性要求,现代汽车内部电子控制单元的数量逐渐增加,传统的车载网络已经难以满足需求,出现车内连线复杂、通信速率过慢、安全性不高等多种问题。而FlexRay通信网络以其安全性较高、通信速率较快等优势引起人们的广泛重视和研究,将其作为通信网络用于四轮独立驱动电动车控制系统,可以解决目前车载网络中存在的一些问题,例如带宽不足、通信速率慢等。该文针对FlexRay通信网络在四轮独立驱动电动车控制系统中的应用进行研究,介绍了FlexRay通信网络架构,并进行了FlexRay通信网络仿真,验证了其可靠性和可应用性。     

四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动协调控制研究

针对四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动的协调控制问题,提出一种新的协调控制策略。进行了四轮独立驱动轮毂电机电动车再生制动控制原理的分析,主要针对高速紧急制动工况,合理分配前后轴制动力、合理协调液压制动力与再生制动力,在保证制动安全性和稳定性前提下,合理分配再生制动参与制动。应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真搭建整车仿真模型和编写控制策略,选取紧急制动工况对设计的控制策略进行试验验证。结果表明:设计的控制策略通过合理分配制动力,在紧急制动工况下具有良好ABS制动性能同时有效回收再生制动能量。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制关键技术综述

驱动防滑控制是四轮轮毂电机驱动电动汽车主动安全控制关键技术之一。分别从车速估计方法、路面识别方法、驱动防滑控制算法三个方面综述了四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制的关键技术与难点。通过比较车速估计方法中基于运动学和基于动力学的估计方法的优缺点,明确了基于多方法、多信息融合的估计方法是提高车速估计精度的重要措施。比较了基于试验与基于模型的路面识别算法,分别对路面识别中涉及的路面附着系数估计方法、路面类型识别方法进行了分析,并指出:基于试验的路面识别方法仍需提高对测试环境的鲁棒性,基于模型的识别方法则需提高轮胎模型精度以及不同工况的自适应性。总结了基于滑转率控制和基于电机输出转矩控制的驱动防滑控制策略,对现有驱动防滑控制算法进行了分析,并指出提高算法的适应性和鲁棒性是未来的研究重点。最后对四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑关键技术发展方向进行了展望。     

四轮独立驱动电动车主控制器设计与实现

介绍了基于英飞凌16位微控制器XC164CS的四轮独立驱动电动车主控制器的软硬件设计.实现了基于Ackermann和Jeantand转向模型的电子差速算法仿真,其仿真结果以及在车辆模型上的运行结果均表明该算法的正确性和合理性,尤其适合于车辆的中低速运行控制.