純電動(dòng)汽車極限工況下的ESC控制研究.pdf

1、作為一種新型環(huán)保的代步工具，純電動(dòng)汽車具有較大的發(fā)展?jié)摿?。隨著汽車高速化、車流密集化日趨明顯，純電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性備受關(guān)注。在高速大轉(zhuǎn)向、高速移線、側(cè)向風(fēng)干擾等極限工況下，純電動(dòng)汽車的輪胎極易工作于非線性區(qū)域，車輛質(zhì)心側(cè)偏角迅速增大，橫擺角速度響應(yīng)呈非線性變化，導(dǎo)致車輛偏離預(yù)定的行駛軌跡甚至出現(xiàn)失控狀態(tài)。車輛電子穩(wěn)定控制(ESC)系統(tǒng)可以控制極限工況下汽車的橫擺力矩，限制輪胎側(cè)偏角在一定范圍內(nèi)，并在大側(cè)向加速度、大側(cè)偏角的

2、極限工況下對(duì)汽車的行駛狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，防止汽車在極限工況下失控。因此，本文以提高純電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)純電動(dòng)汽車在極限工況下的ESC控制問(wèn)題進(jìn)行研究，其主要研究工作如下:
　　(1)分析純電動(dòng)汽車整車建模方法，根據(jù)純電動(dòng)汽車ESC控制研究的需要，綜合考慮建模精度及效率、仿真運(yùn)行速度及精度等因素，基于MATLAB/Simulink軟件平臺(tái)，采用理論建模法分別建立10自由度整車動(dòng)力學(xué)模型、“魔術(shù)公式”輪胎模型

3、、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器模型以及3自由度車輛參考模型。
　　(2)在整車及關(guān)鍵零部件動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)上，對(duì)純電動(dòng)汽車ESC系統(tǒng)控制進(jìn)行具體的分析。確定ESC系統(tǒng)的控制參考量，設(shè)計(jì)基于EKF算法的質(zhì)心側(cè)偏角狀態(tài)觀測(cè)器，并分別制定各個(gè)控制參考量的控制準(zhǔn)則對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定;選取差動(dòng)制動(dòng)方法作為本文ESC系統(tǒng)研究的控制方法，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)單側(cè)車輪制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)各車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配控制。
　　(3)針對(duì)ESC系統(tǒng)的橫擺力矩決策問(wèn)

4、題，基于模糊控制原理、LQG最優(yōu)控制理論、PID控制方法和人群搜索算法，分別制定純電動(dòng)汽車ESC系統(tǒng)的模糊控制策略、LQG控制策略以及基于人群搜索算法優(yōu)化的PID控制策略，并對(duì)比分析三種ESC控制策略各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　(4)為了驗(yàn)證極限工況下純電動(dòng)汽車ESC控制策略的控制效果，選取方向盤角階躍輸入工況、ISO3888緊急雙移線工況進(jìn)行MATLAB/Simulink離線仿真，并在FMVSS126法規(guī)常用的正弦停滯試驗(yàn)工況、側(cè)向風(fēng)干