考慮駕駛員預瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略.pdf

1、電動汽車在節(jié)能和環(huán)保方面具有傳統(tǒng)汽車無法比擬的優(yōu)勢，已成為未來汽車技術研究的重點方向之一。同時，隨著人們對汽車安全問題的重視，電動汽車的操縱穩(wěn)定性研究逐漸成為該領域的熱點。
　　鑒于電動汽車的驅動電機系統(tǒng)在動力學控制方面的優(yōu)越性，本文以四輪獨驅電動汽車的車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)作為研究對象，引進能夠表征駕駛員行為特性的駕駛員模型，建立能夠有效反映駕駛員操縱意圖的車輛穩(wěn)定控制策略，本文的主要研究工作分述如下：
　　首先，建立了八自由度

2、非線性整車動力學模型，為車輛穩(wěn)定控制策略研究提供了有效的模型基礎。針對四輪獨驅電動汽車的整車結構，采用模塊化方法對車輛的各個子系統(tǒng)進行建模，包括八自由度車輛模型、車輪模型、Dugoff輪胎模型以及駕駛員模型，并與車輛動力學商業(yè)仿真軟件Carsim進行仿真對比，驗證模型的有效性。
　　其次，提出了一種考慮駕駛員預瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略。該控制策略分為三部分：(1)理想參考模型，為車輛穩(wěn)定控制策略提供精確的駕駛意圖。除了傳統(tǒng)車輛跟蹤

3、模型外，還通過駕駛員模型對駕駛員預瞄特性進行研究，建立了基于駕駛員預瞄的意圖修正模型，與車輛跟蹤模型組成理想參考模型，增強車輛跟蹤模型輸出的駕駛意圖。(2)車輛穩(wěn)定控制器的設計，用于計算出車輛理想響應狀態(tài)所需的橫擺力矩。針對理想參考模型輸出的兩個控制目標，采用了動態(tài)加權模糊控制方法對穩(wěn)定性控制器進行設計，通過調整動態(tài)加權因子對跟蹤和意圖目標進行動態(tài)控制，提高控制效果。(3)基于規(guī)則的輪胎力分配策略，用于實現(xiàn)所需橫擺力矩的輪胎力分配。根據(jù)

4、車輛垂直載荷的變化特點，采用軸載比例的輪胎力分配策略，并進行閉環(huán)的雙移線仿真試驗。仿真試驗結果表明，本文設計的車輛穩(wěn)定控制策略滿足了設計要求，相比采用傳統(tǒng)參考模型的車輛穩(wěn)定控制策略，具有更理想的車輛響應特性。
　　然后，設計了一種基于優(yōu)化理論的輪胎力分配策略。針對基于規(guī)則的輪胎力分配策略在極限工況下，存在分配精度不高、魯棒性不強的問題，難以保證分配精度。同時，為了充分發(fā)揮電動汽車驅動電機系統(tǒng)連續(xù)可控、響應速度快、控制精度高等優(yōu)點，

5、綜合考慮各車輪的約束條件，設計了以路面附著消耗率最小的輪胎力分配策略。另外，通過極限工況下單獨對車輪施加驅動/制動力，研究單輪驅動/制動力對車輛橫擺運動的影響，從而確定各輪附著裕量的權重系數(shù)，通過有效集二次規(guī)劃理論進行求解，并對兩種輪胎力分配策略進行仿真對比。仿真結果表明，基于二次規(guī)劃的輪胎力分配策略能夠更精確的分配輪胎力，進一步提高車輛的穩(wěn)定性。
　　最后，建立了基于車輛穩(wěn)定控制策略的人車閉環(huán)控制系統(tǒng)，并通過仿真驗證了所提出控制