检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2021年第4期57卷 92-102页

作者：徐向阳李光远陶斯友张辉北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

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... 详细信息

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,针对四轮独立驱动电动汽车的能耗仿真建模的研究也需要进一步完善。针对四轮独立驱动电动汽车轮胎的纵、横向能耗特性,分析其能耗机理,搭建轮胎纵、横向能耗模型;基于滑移能耗模型与电动汽车能耗特性,得到改进的整车能耗模型;在Carsim/Simulink联合仿真环境中,搭建四轮独立驱动电动汽车整车模型与能耗模型,为四轮独立驱动电动汽车能耗研究提供精确可靠的仿真平台;不同工况下的仿真结果证明了考虑横向滑移能耗进行能量优化控制的必要性。

关键词：四轮独立驱动电动汽车纵、横向滑移能耗 Carsim 能耗仿真模型

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四轮独立驱动电动汽车直接横摆力矩控制

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重庆理工大学学报（自然科学） 2021年第9期35卷 83-91页

作者：赵慧勇梁国才蔡硕王保华湖北汽车工业学院汽车工程学院湖北十堰442002 汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室湖北十堰442002

为提高四轮独立驱动电动汽车横摆稳定性,在考虑纵向车速控制的基础上设计了直接横摆力矩控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器为基于车辆运行状态反馈的附加横摆力矩控制器,其控制方式为通过实际反馈的车辆状态参数与参考值对... 详细信息

为提高四轮独立驱动电动汽车横摆稳定性,在考虑纵向车速控制的基础上设计了直接横摆力矩控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器为基于车辆运行状态反馈的附加横摆力矩控制器,其控制方式为通过实际反馈的车辆状态参数与参考值对比,设计线性二次型调节器(LQR)计算目标附加横摆力矩。下层控制器为基于路面附着条件及前后轴荷比的轮毂电机转矩分配控制器。通过CarSim与Simulink建立联合仿真模型,选择双移线和正弦输入2种工况进行仿真试验。结果表明:所设计的控制策略能够使车辆质心侧偏角和横摆角速度较好地跟随参考值,可有效避免车辆侧滑失稳,提高车辆横摆稳定性和行驶安全性;与PID控制相比,LQR控制能够更有效地抑制横摆角速度振荡峰值。

关键词：四轮独立驱动电动汽车横摆稳定性直接横摆力矩控制线性二次型调节器

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四轮独立驱动电动汽车线控转向系统容错控制

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机械设计与制造 2024年

作者：刘文光王志民刘浩伟秦晨阳江苏大学汽车与交通工程学院

为解决四轮独立驱动电动汽车的线控转向系统故障造成的转向失效问题，提出了具有分层结构的线控转向系统容错控制方案。分层结构包括三层控制结构，在MPC参考模型层中，通过对期望路径进行跟踪，得到轨迹跟踪时的期望横摆角速度；在上... 详细信息

为解决四轮独立驱动电动汽车的线控转向系统故障造成的转向失效问题，提出了具有分层结构的线控转向系统容错控制方案。分层结构包括三层控制结构，在MPC参考模型层中，通过对期望路径进行跟踪，得到轨迹跟踪时的期望横摆角速度；在上层容错控制器中，设计MFASMC控制器得出横摆力矩，并通过PID方法对车速进行跟踪得到总的纵向力，在下层车轮纵向力分配层中，完成轮胎力的分配。在Carsim-Simulink仿真平台中进行了验证，研究结果表明：当线控转向系统出现故障时，基于分层结构的容错控制方法能够有效的跟踪期望路径，提高了车辆安全性。

关键词：四轮独立驱动电动汽车线控转向系统容错控制分层控制

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四轮独立驱动电动汽车操纵稳定性关键状态参数估计及协调控制策略研究

四轮独立驱动电动汽车操纵稳定性关键状态参数估计及协调控制策略...

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作者：张一西长安大学

学位级别：博士

四轮独立驱动电动汽车(4WIDEV)代表汽车工业未来发展的主流趋势,是缓解石油资源匮乏、大气污染及交通安全问题的有效途径。操纵稳定性控制是提高4WIDEV主动安全性的重要措施,随着汽车技术的进步和公路等级的提升,对控制系统在极限行驶... 详细信息

四轮独立驱动电动汽车(4WIDEV)代表汽车工业未来发展的主流趋势,是缓解石油资源匮乏、大气污染及交通安全问题的有效途径。操纵稳定性控制是提高4WIDEV主动安全性的重要措施,随着汽车技术的进步和公路等级的提升,对控制系统在极限行驶工况下的性能提出挑战。4WIDEV突破了传统电动汽车机械结构的束缚,增加了可控自由度,提高了控制灵活性,能够实现单个车轮驱/制动转矩独立、连续、精确调节,在操纵稳定性控制方面有着潜在优势。4WIDEV属于“纵向-侧向-垂向”耦合的复杂车辆非线性动力学系统,也是典型的多动力源过驱动系统,对操纵稳定性控制系统的开发提出了更高要求。本文依托国家重点研发计划项目(2019YFB1600800)“基于端网云的国家新能源汽车安全运行协同防控平台”和陕西省重点产业链项目(2018ZDCXL-GY-05-03-01)“分布式驱动纯电动乘用车关键技术研究”,以4WIDEV为研究对象,旨在解决车辆状态参数估计及操纵稳定性控制等关键技术问题,主要研究工作体现在:(1)4WIDEV动力学模型构建。基于控制策略开发和仿真试验需求,建立了车身模型、车轮模型、轮胎模型、液压制动系统模型、永磁同步电机矢量控制模型、驾驶人车速跟随及轨迹跟踪模型,为后续状态参数估计方法和操纵稳定性控制策略研究提供了模型基础和仿真验证平台。通过开展车辆操纵稳定性典型测试工况试验,并以Car Sim模型库中高精度车辆模型为参考,验证了所构建模型的合理性和精确性。(2)基于蚁狮优化(ALO)的无迹卡尔曼滤波(UKF)车辆状态参数估计改进方法研究。针对4WIDEV操稳性关键状态参数直接测量难度大、成本高的问题,设计了一种结合ALO和UKF算法的状态参数估计器,来实现对横摆角速度、质心侧偏角、轮胎侧向力的实时精确估计。引入五种优化测试函数,采用遗传、粒子群、蚁狮算法进行优化对比分析,验证了ALO算法的可行性。为了改善噪声信息未知引起的估计器精度下降问题,采用ALO算法辨识UKF估计过程中的系统过程噪声和测量噪声统计特性。搭建了MATLAB/Simulink-Car Sim联合仿真模型,验证了本文所提出ALO-UKF状态参数估计器的有效性和精确性。(3)基于自适应非奇异快速终端滑模控制的车辆操纵稳定性协调控制策略研究。以二自由度理想车辆模型作为参考,同时考虑路面附着条件限制,确定了操纵稳定性控制期望值,并分析了关键控制变量横摆角速度和质心侧偏角间的耦合关系及其对车辆运动状态的表征规律。为了准确判定车辆行驶状态,基于相平面分析方法,绘制了不同初始条件下的β-(?)相平面图,通过分析β-(?)相轨迹变化趋势,揭示了车辆稳定区域范围随车速和路面附着系数变化的规律,进一步提取了稳定区域边界系数,制定了稳定区域划分准则,为操稳性控制策略介入提供依据。针对传统滑模变结构控制无法在有限时间内使系统状态跟踪误差收敛到平衡点且控制存在奇异的问题,基于非奇异快速终端滑模控制,分别建立了跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角的直接横摆力矩决策控制器,并采用自适应律估计系统不确定性及外界干扰的上界,避免因上界未知导致的系统抖振问题。此外,以车辆失稳程度为依据调整横摆角速度和质心侧偏角控制权重,达到协调控制车辆操纵性和稳定性的目的。仿真分析表明,相比于传统滑模控制器,提出的自适应非奇异快速终端滑模控制器能够明显改善车辆操纵稳定性。(4)基于多目标优化理论的转矩优化分配控制策略及执行器失效转矩分配重构控制策略研究。基于NSGA-Ⅱ算法理论,构建了以轮胎负荷率、转矩分配误差、轮胎滑移能量损耗最小为目标,并考虑执行器约束的转矩优化分配控制策略,实现了四轮纵向力的最优分配。针对电机失效故障下输出转矩不足引起的车辆失稳问题,基于故障树分析法构建了永磁同步电机本体故障树,通过对永磁同步电机特有的均匀退磁故障进行仿真分析,研究电机失效故障输出特性,定义了表征电机输出转矩能力的失效故障因子,基于失效故障因子提出了单电机失效转矩分配重构控制策略,并采用二次规划算法进行求解。仿真结果表明,相比于平均分配策略,提出的转矩优化分配控制策略能够减小期望状态跟踪误差,提高车辆稳定裕度,同时,提出的转矩分配重构控制策略能够在单电机失效故障下维持车辆稳定行驶。(5)基于A&D5435的4WIDEV试验平台开发及实车试验验证。为了验证本文所提出状态参数估计方法及操纵稳定性控制策略在实车环境下的有效性,研发了4WIDEV试验样车,搭建了基于A&D5435快速原型控制器的试验平台。通过不同行驶工况下的实车道路试验,验证了所设计ALO-UKF估计器能够实现对状态参数的精确观测,同时,在所提出操稳性控制策略作用下,车辆具有较强的行驶稳定性,没有出现侧滑或甩尾等失稳现象。

关键词：四轮独立驱动电动汽车状态参数估计操稳性协调控制转矩优化分配执行器失效转矩分配重构蚁狮优化非奇异快速终端滑模

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四轮独立驱动电动汽车多电机协同控制研究

四轮独立驱动电动汽车多电机协同控制研究

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作者：吴宇航石家庄铁道大学

学位级别：硕士

工业革命以来汽车技术发展迅速,随着电池技术的不断突破,新能源汽车得到大力发展。电动汽车驱动形式多样,包含单电机驱动、多电机驱动和轮毂电机驱动等多种类型。永磁同步电机因其启动转矩较大、易于转速控制等优点,常被应用在电动汽车... 详细信息

工业革命以来汽车技术发展迅速,随着电池技术的不断突破,新能源汽车得到大力发展。电动汽车驱动形式多样,包含单电机驱动、多电机驱动和轮毂电机驱动等多种类型。永磁同步电机因其启动转矩较大、易于转速控制等优点,常被应用在电动汽车的驱动单元。四轮独立驱动电动汽车作为电动汽车中新型驱动形式,其由四个轮毂电机作为汽车的驱动单元,有车辆底盘结构简单、车身空间利用率高、车辆动力传动效率高等优点。本文通过对多电机协同控制算法和永磁同步电机的控制算法的研究,为四轮独立驱动电动汽车设计合适的多电机协调控制系统,旨在提高四轮独立驱动电动汽车的安全性和平顺性等。针对四轮独立驱动电动汽车各轮毂电机之间的同步精度和跟踪精度问题,结合傅里叶级数等理论知识,设计改进型多电机环形耦合控制系统。在多电机环形耦合控制的基础上增加结合迭代学习的速度补偿器,通过改进同步速度补偿器的方法提高多电机控制系统的跟踪精度和同步精度,系统可以实时反馈转速信号,在受到外界干扰后可以迅速调整合适的速度补偿值,以达到多电机系统的同步运行,从而提高车辆的行驶性能。通过联合仿真进一步验证系统在实际车辆上的应用能力,在遇到环境干扰后,系统可以快速恢复至正常行驶状态,可以提高四轮独立驱动电动汽车的行驶安全性和平顺性。针对四轮独立驱动电动汽车转向过程中各轮转速合理分配的问题,将阿克曼转向模型与四轮转向结合,设计适合四轮独立驱动电动汽车的四轮转向电子差速控制系统。由于四轮独立驱动电动汽车没有传统的差速器,系统中方向盘转角信号输入至本文所设计的四轮转向电子差速器中,由电子差速器根据方向盘转角信号对四个轮毂电机的转速分配进行调整后输入至多电机控制系统,以完成相应的转向动作。通过联合仿真验证系统在四轮独立驱动电动汽车的应用能力,可以根据方向盘转角合理分配各轮的转速完成转向动作,转向过程中受到干扰也可以恢复满足转向要求的状态。针对多电动机控制应用在四轮独立驱动电动汽车启动过程的速度超调问题,结合滑模控制的原理,设计适合永磁同步电机的滑模控制模型,为系统引入滑模控制器。在多电机控制系统与车辆交互系统之间添加的滑模控制,在速度信号输入至系统时,可以将信号进行处理后输入给各电机。通过将滑模速度控制器在多个控制系统的应用仿真,验证滑模控制应用到多电机控制系统的有效性。将滑模控制应用到多电机控制系统和四轮转向电子差速控制系统后,可以保证滑模速度控制器不与多电机控制系统和电子差速控制系统产生冲突的同时,有效地降低系统启动时的超调量。

关键词：四轮独立驱动电动汽车轮毂电机多电机控制环形耦合控制四轮转向电子差速

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四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究

四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究

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作者：廖凌霄武汉理工大学

学位级别：硕士

在能源与环境的双重压力下,电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势,其中四轮独立驱动技术更是成为当前相关领域的研究热点,它涉及到车辆工程、电机驱动技术、计算机控制技术、电池技术等领域的核心技术,其发展得到了国内外大型研究... 详细信息

在能源与环境的双重压力下,电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势,其中四轮独立驱动技术更是成为当前相关领域的研究热点,它涉及到车辆工程、电机驱动技术、计算机控制技术、电池技术等领域的核心技术,其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动,各项成果也相继被推出。本文通过分析四轮独立驱动车辆的关键技术,结合国内外的研究现状,以整车转矩控制和防滑控制作为切入点,对四轮独立驱动电动汽车控制策略进行了相关研究。首先我们根据整车参数和动力性的要求,计算出电机的功率、转速等主要指标。根据实际确定的驱动方式,选定电机并进行简单的动力匹配,构建整个四轮独立驱动电动车的控制系统模型。其中对于整车动力学模型,我们取车辆纵向、横向和绕z轴的横摆运动以及四个车轮的转动自由度建立7自由度车辆模型。轮胎可采用统一半经验指数模型,此模型可以较容易得到纵向、侧向力和滑转率,与整车及控制系统模块连接更为容易。其次,文中主要对基于转矩控制的电子差速和防滑两种控制进行了研究。以稳定转向为目标的电子差速控制是电动车精确控制的关键,根据当前油门和方向盘信号,采用转矩闭环PID控制实现整车驱动转矩的差动分配,以实现车辆的正确转向。防滑控制则以车辆滑转率最小为优化目标,通过动态补偿分配驱动转矩,改善汽车行驶过程中的能量分配,以实现车辆防滑以及节能的目的。此外,本文还着重介绍了基于车辆稳定性的转矩协调控制,以车辆横摆角速度与期望值的误差为判据,估算车辆的行驶姿态,通过四轮转矩的协调分配,配合驾驶员的操作,保证车辆的稳定驾驶。文章最后对控制系统进行了仿真。仿真软件采用的是功能强大的Simulink软件,我们在Simulink中先建立起各个子系统的模型,最后连接、运行,完成整车的动态仿真及调试,能够实现在模型的转向角和油门踏板输入下,准确反映车辆运行的路径和姿态,同时能够实现稳定性为目标的转矩协调控制。在对四轮独立驱动电动汽车系统的动力性能、操纵稳定性能以及差速性能进行分析后,得出结论：四轮独立驱动是一种理想可行的驱动方案；本文建立的仿真模型合理实用;在转矩控制和驱动防滑控制系统的作用下,有较理想的控制效果,提高了汽车的动力性和操纵稳定性。

关键词：四轮独立驱动电动汽车电子差速转矩控制汽车稳定性控制

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四轮独立驱动电动汽车的AEB控制策略研究

四轮独立驱动电动汽车的AEB控制策略研究

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作者：孙大川大连理工大学

学位级别：硕士

随着汽车工业化逐步发展,资源短缺日益严重,造成全球能源危机,这也加剧了新能源汽车发展的脚步。四轮独立驱动电动汽车（Four-Wheel Independent Drive Electric Vehicle,FWID-EV）因具备污染少、能耗低、结构紧凑以及车轮力矩单独可控... 详细信息

随着汽车工业化逐步发展,资源短缺日益严重,造成全球能源危机,这也加剧了新能源汽车发展的脚步。四轮独立驱动电动汽车（Four-Wheel Independent Drive Electric Vehicle,FWID-EV）因具备污染少、能耗低、结构紧凑以及车轮力矩单独可控的优点逐步成为新能源汽车行业的研究热点。随之而来,车辆碰撞、追尾现象也成为当今交通中的安全问题。为了避免紧急情况下汽车碰撞问题,本文依据FWID-EV平台设计了紧急情况下的紧急制动（Autonomous Emergency Braking,AEB）控制策略,以汽车纵向运动状态模型为基础,结合模型预测控制（Model Prediction Control,MPC）理论,来提高汽车纵向运动的安全性。首先,搭建了包括轮毂电机模型、动力传动系统、簧载质量和轮胎模型的FWID-EV仿真平台。在MATLAB/Simulink中搭建了轮毂电机模型,同时在动力学软件CarSim中修改动力传动系统、簧载质量以及轮胎模型,用于匹配FWID-EV独特底盘结构,最终形成了基于MATLAB/Simulink与CarSim的联合仿真平台。其次,针对紧急情况下的汽车纵向运动方向,搭建了基于可变时间距的临界安全距离模型,设计AEB控制器整体流程。综合考虑了汽车的纵向防碰撞性和乘坐舒适性,引入安全碰撞时间策略（Time to Collision,TTC）对变量进行约束,设计了基于MPC理论的AEB控制策略。多个性能指标在MPC框架下进行滚动优化,不仅保证了控制算法的实时性,同时也实现了多个性能指标的协同控制来符合驾驶员避撞特性。再次,针对汽车在紧急情况下的力矩分配策略,在考虑到电机功率损失、转矩变化量和路面附着系数的情况下,通过构建目标函数和约束条件形成具有较强复杂非线性的优化函数,以此来优化FWID-EV的能量损失和操纵稳定性。并采用改进的粒子群优化算法对该优化问题进行求解。最后,本文在设计的FWID-EV仿真平台上进行AEB控制策略的实验验证。实验结果表明本文设计的基于可变时间距的AEB控制策略能够有效通过AEB测试标准,能够保证车辆的防碰撞特性和乘坐舒适性,符合驾驶员避撞特性,所提出的紧急制动工况下的最优力矩分配策略能够确保电机驱动的性能要求。本文基于FWID-EV仿真平台,利用MPC控制理论来设计AEB控制策略,能够满足AEB控制系统的性能需求,保证车辆的防碰撞性和乘坐舒适性,能够为FWID-EV的推广应用提供技术参考和支持。

关键词：四轮独立驱动电动汽车紧急制动模型预测最优力矩

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四轮独立驱动电动汽车状态参数观测及横摆稳定性控制

四轮独立驱动电动汽车状态参数观测及横摆稳定性控制

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作者：王睿西安科技大学

学位级别：硕士

车辆横摆稳定性控制是电动车辆主动安全性的一个重要组成部分。实时而准确地获取电动汽车行驶过程中的状态变量是实现车辆底盘横摆稳定性控制的关键。四轮独立驱动电动汽车具有高传动效率,轮毂电机响应快速精确等多方面优势,可实现各轮... 详细信息

车辆横摆稳定性控制是电动车辆主动安全性的一个重要组成部分。实时而准确地获取电动汽车行驶过程中的状态变量是实现车辆底盘横摆稳定性控制的关键。四轮独立驱动电动汽车具有高传动效率,轮毂电机响应快速精确等多方面优势,可实现各轮扭矩的独立控制和快速响应,容易产生所需横摆力矩,以实现车辆横摆稳定性控制。以四轮独立驱动电动汽车为研究对象,研究了侧向稳定性动力学系统的状态参数非线性估计和横摆稳定性控制策略,主要研究内容如下:(1)将无迹卡尔曼滤波算法应用于车辆状态参数观测系统,并引入车辆非线性动力学模型。利用四轮独立驱动电动汽车车载传感器采集的数据,设计状态参数估计器。利用Carsim/Simulink进行仿真验证,结果表明在不同的工况下,状态参数估计器能够有效估计所需状态变量,具有较高观测精度。(2)采用模型预测控制算法分析车辆横摆动力学系统运动稳定性。利用Carsim/Simulink建立整车动力学模型和单轨车辆参考模型,求解车辆行驶时的期望横摆角速度和质心侧偏角以保持车辆行驶稳定性。基于模型预测控制算法设计控制器,通过改变驱动转矩,获得附加横摆力矩,实现对车辆横摆角速度和质心侧偏角的控制。仿真实验验证模型预测控制算法能保证车辆行驶的稳定性。(3)利用dSPACE搭建实验平台,对所提出算法的可行性进行实验验证。方向盘阶跃输入和正弦输入试验用于验证车辆状态参数估计算法。实验结果表明:所提出的状态参数观测算法可提高四轮独立驱动电动汽车车辆状态参数观测精度和鲁棒性。

关键词：四轮独立驱动电动汽车参数估计模型预测控制横摆稳定性控制 dSPACE

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四轮独立驱动电动汽车系统多模型预测控制方法研究

四轮独立驱动电动汽车系统多模型预测控制方法研究

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作者：陈琦东南大学

学位级别：硕士

近年来由于技术的发展,同时环境和能源问题的日益收到关注,电动汽车商业化和实用化的进程越来越快。轮毂电机驱动的电动汽车在其整车结构和控制上具有较大的优势,通过设计有针对性的控制技术提高这种电动汽车行驶安全性的方法已成为了... 详细信息

近年来由于技术的发展,同时环境和能源问题的日益收到关注,电动汽车商业化和实用化的进程越来越快。轮毂电机驱动的电动汽车在其整车结构和控制上具有较大的优势,通过设计有针对性的控制技术提高这种电动汽车行驶安全性的方法已成为了是汽车领域的研究热点。本文分析了由轮毂电机构成的四轮独立驱动电动汽车运行的工况特点,基于对多模型主动容错控制以及模型预测控制理论,提出了电动汽车多模型预测控制的汽车稳定性控制方案。该方案以电动汽车的横摆角速度为控制的目标,通过广义预测控制算法计算汽车各运行工况下的附加力矩,以此调节汽车的横摆运动,保障纯电动汽车的稳定性。本文的主要研究内容包括：1.本文简单分析了由轮毂电机构成的四轮独立驱动电动电动汽车的结构和工作特点,对正常电动汽车运行工况建立了七自由度的汽车动力学整车仿真模型,其中包括汽车动力学车身模型、转向系统、轮胎以及电机模型。2.根据多模型预测控制对电动汽车运行工况的分析,建立了电动汽车极限转弯工况和轮毂电机故障工况下的电动汽车模型并以此构成模型集。以模型预测控制理论为基础,针对模型集中的每一个电动汽车模型建立广义预测控制器。3.对不同切换策略的多模型控制进行分析,构建基于误差加权的软切换规则以及硬切换方式的电动汽车多模型预测控制的结构和算法。同时为具体观察硬切换方式的控制效果,构建电动汽车多模型PI控制的结构和算法。4.将Carsim中的车辆模型作为实车,调整相关参数并设置电动汽车运行环境,完成电动汽车多模型预测控制的Carsim和Simulink的联合仿真试验,验证电动汽车多模型预测控制方法的可行性和有效性。同时通过对比两种切换策略的仿真结果分析不同切换策略对电动汽车稳定性控制的影响。

关键词：四轮独立驱动电动汽车多模型预测控制多工况模型切换指标函数切换调度策略

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四轮独立驱动电动汽车悬架特性灵敏度分析与优化

四轮独立驱动电动汽车悬架特性灵敏度分析与优化

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作者：刘畅吉林大学

学位级别：硕士

四轮独立驱动电动汽车是电动汽车新的研究方向，它在具有众多优势的同时，由于引入了轮毂电机，增加了非簧载质量，对车辆的操纵稳定性和平顺性造成了影响。对车辆的悬挂特性进行灵敏度分析和优化有助于在获得四轮独立驱动电动汽车的同... 详细信息

四轮独立驱动电动汽车是电动汽车新的研究方向，它在具有众多优势的同时，由于引入了轮毂电机，增加了非簧载质量，对车辆的操纵稳定性和平顺性造成了影响。对车辆的悬挂特性进行灵敏度分析和优化有助于在获得四轮独立驱动电动汽车的同时减轻非簧载质量增加对整车操纵稳定性和平顺性造成的影响，改善车辆的操纵稳定性和平顺性。本文依托中国博士后基金项目“分布式全线控电动汽车底盘集成控制方法研究”（编号：2014M561289），基于整车操纵稳定性和平顺性对四轮独立驱动电动汽车悬架特性进行优化。为了实现这一目的，本文通过对比仿真研究车辆安装轮毂电机后有哪些性能受到了影响，进而针对受到影响的性能进行灵敏度分析，从而对车辆悬架特性进行优化。本文具体的研究内容如下：（1）建立车辆联合仿真模型使用Carsim软件，建立了车辆的参数模型；使用Matlab/Simulink，建立了电驱动组件模型，使用联合仿真的方法建立了传统车辆和四轮独立驱动电动汽车的模型，为后续研究打下基础。（2）传统车辆与四轮独立驱动电动车对比试验基于整车操纵稳定性和平顺性考量，参照试验标准和技术规范，进行了传统车辆和四轮独立驱动电动车的对比仿真实验。考察了中心区工况，角阶跃工况，双移线工况，高、低速回正工况、随机路面输入工况以及凸块输入工况。通过一系列实验获得了车辆在加装轮毂电机后操纵稳定性和平顺性受到影响的指标，并对其中出现的一些现象进行了分析。（3）四轮独立驱动电动车悬架特性的灵敏度分析在分析了加装轮毂电机对车辆造成的影响以后，使用iSight软件，运用正交拉丁超立方法对四轮独立驱动电动车的悬架参数进行灵敏度分析。从众多的参数中选出了对研究性能影响较大的参数，为后续的优化工作打下了基础。（4）四轮独立驱动电动车悬架特性的多目标优化在已经取得对应各个指标的参数灵敏度的前提下，使用iSight软件，运用粒子群法对四轮独立驱动电动车的悬架参数进行多目标优化。在确定目标函数和优化参数后，通过大量仿真，得到了四轮独立驱动电动车悬架特性的的优化解。将其参数运用到车辆联合模型中，其操纵稳定性和平顺性得到了一定程度的改善。

关键词：四轮独立驱动电动汽车仿真灵敏度分析多目标优化

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