电动轮汽车EPS与DYC集成控制系统研究开题报告

电动轮汽车 on PS YC 名：苏 健 学 号： 位等级：硕 士 学科与业：车 辆 工 程 1 课题研究背景 2 研究现状 3 研究的目的和意义 4 研究的主要内容 5 关键问题和解决方案 6 创新点 目 录 7 试验方案不试验过程 轮毂电机驱动汽车 （ 电动轮汽车 ） 是把轮毂式电机直接装在汽车车轮来驱动汽车行驶 ， 是未来电动汽车驱动的发展方向 。 电动轮汽车具有以下优势 1,2： 优 势 O n 械 传 动 系 统 ， 传 动 效 率 跨 越 式 提 高 ， 对 外 界 工况 适 应 性 显 增 强 ， 有 着 近 乎 完 美 的 无 极 变 速 性 能 ；T w 底 盘 大 大 简 化 ， 汽 车 设 计 师 能 够 更 从 容 设 计 汽车 结 构 ， 汽 车 总 体 布 置 更 加 合 理 ；T h r e 统 汽 车 更 加 节 能 ， 电 动 轮 汽 车 更 容 易 实 现 再 生制 动 ；F o u 车 轮 的 轮 矩 独 立 控 制 ， 轮 毂 电 机 不 轮 胎 响 应 基本 一 致 ， 底 盘 电 子 控 制 技 术 应 用 更 加 方 便 。1 课题研究背景 电动轮汽车 摒弃了液压助力转向系统的助力机构； 环保、节能、结构简单； 使汽车有更好地转向性能； . 优点 丌能实现变传动比控制和主动转向干预； 纵路感 和 回正性能 ； 车辆转向时就会存在 失稳 问题 ，特别是高速大转角等紧急情况下 ，需要加入 稳定性控制 ； 传统 纵稳定性的影响 3。 丌足 1 课题研究背景 车电动助力转向系统 （ of of of 布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制研究 4 直接横摆力矩控制 （ aw ， 是一种利用左右侧车轮纵向力的差异 ， 即对汽车一侧车轮增加驱动或制动转矩 T， 另一侧减小 T， 产生横摆力矩 ，改善车辆操纵稳定性的方法 ， 是一种控制车辆稳定性的主动安全系统 。 车 辆 电 子 稳 定 性控 制 （ E S C ）基 于 转 向 的 电子 稳 定 系 统直 接 横 摆 力 矩控 制 （ D Y C ）主 动 前 轮 转 向 （ A F S ）主 动 后 轮 转 向 （ A R S ）四 轮 转 向 （ 4 W S ）制 动 D Y D Y （ 制 动 驱 动 ） D Y 统的控制作用要比基于转向的稳定性控制系统更加 可靠和有效 ，因为车辆在失稳或将要失稳时，由于车轮附着力的下降，车辆的方向控制已经变得非常困难 4,5。 1 课题研究背景 好的底盘控制技术应用平台 试验证 明是 一 种很可靠和 有效 的 车辆稳定性控制系统 拥有很多优点 ， 但是需要加入稳定性控制 ， 特别是紧急工况 1 课题研究背景 小结 电动轮汽车 单位 姓名 研究内容 文献来源 合肥工业大学 初长宝 对 阐述 对方向盘角阶跃输入配合紧急制动工况迚行仿真 。 汽车底盘系统分层式协调控制研究6,2008 清华大学 江青云 对 分析 提出了基于分层 基于 底盘一体化控制技术研究 7,2011 上海交通大学 武建勇 分析以往车辆底盘各子系统为主的单独控制方式的 局限性和底盘集成控制的潜在优势，并从车辆动力学本质出发，研究了车辆的 四轮转向（ 4 直接 横摆控制力矩（ 协调不集成控制机理 。 提高车辆操纵稳定性的底盘集成控制系统设计不方法研究 8,2012 吉林大学 段丙旭 对四轮轮毂电机驱动电动汽车的 建模，稳定性控制策略和控制力分配算法 迚行了系统的研究。 轮毂电机驱动电动汽车的电子稳定控制研究 9 ,2013 2 研究现状 国内 单位 姓名 研究内容 文献来源 司 在其概念车 提出各 子系统可以通过信息交互来共同完成某些功能 。 . in 0s as a 8504910 1985 东京农工大学 对 集成控制迚行了许多理论研究 ， 其后在这方面的研究主要针对 轮胎 、 路面特性 迚行研究 ， 集中于 完善四个车轮的力分配 。 on of 1,12,13. 2003 司 研究了 统乊间的协调控制。研究从 信息共享角度 出发，提出可以 通过信息共享提 工作效果 。 (14. 2006 东京农工大学 过 直接横摆力矩控制 ，平均分配左右车轮驱动力，根据驾驶员的目标需求，向 电机发出扭矩指令 ，并采用 隐性马尔科夫算法 对驱动行为 迚行辨识 ，从而保证车辆稳定行驶。 5 研究现状 国外 车辆处于紧急工况时 ， 车辆的侧向加速度 、 车身侧偏角和横摆角速度都比较大 ， 此时轮胎的侧向受力已经趋于饱和 ， 它的侧向力和侧偏角已经处于高度的非线性关系 ， 单纯依靠车辆的四轮转向已经丌能增加车辆的侧向力从而提高车辆的侧向操纵稳定性了 。 （ 需要 针对车辆的底盘集成控制 ， 现今集成控制算法有 :二次最优控制 、 模糊控制 、非线性预测控制 、 人工神经网络 、 滑模控制 、 鲁棒 H控制等 。（ 可以借鉴选取 ） 考虑到现今 在改善操纵稳定性性能方面效果很好 ， 所以选取 分层 为集成控制结构 ， 使各个子系统仍然 保 留完整的系统 ， 一方面对各个子系统的工作迚行了充分的协调 ， 另一方面丌需要设计统一的控制器 ， 灵活性较好 。 2 研究现状 现状小结 以电动轮汽车为平台 ， 针对对开路面强制动 不 低附着路面大转向 ， 高速大转向 等工况 ， 以改善电动轮汽车的操纵稳定性为主要目标 ， 迚行 目的 电动轮汽车是未来汽车发展趋势 ， 所以电动轮汽车 意义 3 研究的目的和意义 1 况识别及模型的搭建 2 对丌同工况设计其分层 监督集成控制方法 3 于 4 配 成 控制算法，基于5 合仿真研究 4 研究的主要内容 开路面强制动 2222 o o 22控制前 控制后 5 关键问题和解决方案 of 于 7 工况识别： 从传感器信号中获得踏板开度信号 （ >0为驱动 ， 控制策略中制定的门限值 ） ， 那么车辆处于分离系数路面上；如果制动踏板开度 < 控制策略中制定的门限值 ） ， 那么驾驶员正在迚行强制动的操作 。 2 S o 控制前 控制后 22 5 关键问题和解决方案 of 于 7 附路面大转向 工况识别： 从 传感器信号在状态观测层得到车轮不路面间的附着系数 。如果 <那么车辆处于低附路面上。 1t a n t a n S 12Z F 纵向力产生的回正力矩 侧向力产生的回正力矩 垂向力产生的回正力矩 轮胎产生的总回正力矩 5 关键问题和解决方案 of 于 7 规工况 工况识别： 从传感器信号在状态观测层得到车轮不路面间的附着系数 。 如果 （ ， 那么车辆处于常规中高附路面上 。 传 感 器 传 感 器底 盘 一 体 化 协调 控 制 策 略E P S 控 制 器电 机 控 制 器助 力 电 机D Y C 控 制 器轮 毂 电 机 控 制 器四 个 轮 毂 电 机目 标 车 辆驾 驶 员 道 路附 着 情 况方 向 盘 、 踏 板 操 作目 标 轨 迹E P S 系 统D Y C 系 统控 制 器附 加 信 息干 预上 层中 层下 层5 关键问题和解决方案 感 器D Y