考虑载荷参数变化的轻型电动汽车关键参数估计方法研究

发布时间：2017-08-07 09:42

  本文关键词：考虑载荷参数变化的轻型电动汽车关键参数估计方法研究

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【摘要】：轮毂电机直接驱动以及电机、动力电池轻量化小型化成为纯电动汽车的发展方向,追求电动汽车轻型化成为研究热潮。但也带来了整车质量大幅降低,载荷参数(包括载荷质量和装载位置)变化影响整车行驶稳定性等问题,而目前的整车控制器大多基于标定参数,不具备整车参数的实时估计和更新。本文以轻型四轮独立驱动电动汽车为研究对象,在实验室对载荷参数灵敏度研究的基础上,针对载荷参数变化影响整车纵向和横向稳定性的整车关键参数(整车质量、质心纵向位置和横摆转动惯量)变化的估计进行了以下几个方面的研究：1.根据四轮独立驱动电动汽车动力学特性,建立考虑载荷参数变化的三自由度整车动力学模型,搭建整车仿真模型。通过前轮角阶跃输入和双移线工况,对比载荷参数变化对整车横向稳定性的影响,并分析关键参数变化后车辆状态的稳态和瞬态响应。2.根据电机独立驱动的特性,通过车轮垂向动载荷与整车质量和纵向质心位置的关系,设计了载荷变化下的电动汽车起步阶段纵向行驶过程中的整车质量和纵向质心位置估计,利用电动汽车传感器冗余信号,通过带指数变化遗忘因子递推最小二乘法结合收敛容差限制进行分步实时估计。3.运用与上述不同动力学模型和估计方式,针对上述还不具备参数估计后的整车控制,利用简化的三自由度车身模型,设计自适应参数更新律和控制器。利用等式约束二次规划法将驱动力矩合理的分配到四个独立驱动的电机。利用直接状态跟踪方法、状态观测方法和参数误差收敛特性方法等三种方法设计整车质量和横摆转动惯量的实时估计,通过仿真对比,验证控制器和参数更新律的有效性。
【关键词】：独立驱动 载荷参数变化 参数估计 最小二乘法 自适应控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 电动汽车轻型化研究现状9-12
• 1.2.1 电动汽车轻型化10-11
• 1.2.2 载荷参数的影响11-12
• 1.3 国内外车辆参数估计研究现状12-16
• 1.3.1 基于最小二乘法的参数估计13-14
• 1.3.2 利用卡尔曼滤波方法14
• 1.3.3 利用参数自适应的方法14-16
• 1.4 本文主要内容16-17
• 第二章 轻型电动汽车建模仿真及载荷变化影响分析17-35
• 2.1 三自由度轻型电动汽车建模17-24
• 2.1.1 车体动力学方程17-19
• 2.1.2 轮胎模型19-22
• 2.1.3 电机模型及车轮动力学模型22-24
• 2.1.4 驱动力矩分配24
• 2.2 二自由度车辆模型24-25
• 2.3 车辆Simulink仿真模型搭建25-26
• 2.4 Carsim和Simulink联合仿真模型26-29
• 2.5 载荷变化对操纵稳定性影响分析29-33
• 2.5.1 三自由度车身不同载荷、质心位置、车速下的稳态响应29-31
• 2.5.2 两自由度车身不同载荷、质心位置的瞬态响应31-33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 纵向运动中利用前后轮独立驱动估计整车质量及质心位置35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 车辆纵向动力学模型35-37
• 3.3 整车质量及质心纵向位置估计策略37-42
• 3.3.1 参数估计的总体架构37
• 3.3.2 载荷影响下的整车参数估计37-39
• 3.3.3 各车轮角加速度计算39-41
• 3.3.4 垂向载荷估计41-42
• 3.4 仿真与结果42-46
• 3.4.1 仿真设定42-43
• 3.4.2 参数估计结果及分析43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 考虑纵向、横向控制的整车质量和横摆转动惯量自适应估计47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 模型简化47-51
• 4.2.1 三自由度车身模型简化47-49
• 4.2.2 理想模型49
• 4.2.3 驱动力矩分配49-51
• 4.3 载荷影响下的车辆参数自适应估计算法51-61
• 4.3.1 问题的提出51-52
• 4.3.2 直接状态反馈的非线性系统自适应跟踪控制52-55
• 4.3.3 根据状态预测误差补偿参数自适应估计55-57
• 4.3.4 根据参数误差收敛特性的补偿参数自适应估计57-61
• 4.4 仿真及对比分析61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间的研究成果72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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8 林h，

本文编号：634017