四轮转向电动汽车车架的设计与有限元分析

现有电动汽车底盘普遍为在传统汽车的基础上进行的改进,不能很好的适应电动汽车特有的结构,为更好的实现四轮转向的功能,重新设计了适合四轮转向电动汽车的车架。应用三维软件SolidWorks,通过整车虚拟装配确定了合理的四轮转向电动汽车的车架结构,进而建立了车架的三维模型。运用有限元分析理论,将模型导入Ansys Workbench软件后,建立了车架的有限元模型,对车架在弯曲和扭转工况下的静态结构性能进行了分析,得出相应工况下的应力和应变大小;还进行了模态分析,避免了共振。在满足强度和刚度的条件下对车架结构进行了改进,并通过焊接加工得到了适合四轮转向电动汽车的车架,对以后电动汽车底盘的改进设计提供了参考。

分布式驱动电动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

针对四轮独立驱动与独立转向的分布式驱动电动汽车稳定性控制问题,提出了一种四轮转向与横摆力矩集成控制策略。采用分层控制结构,基于模糊理论设计上层控制器,根据期望横摆角速度、期望质心侧偏角与实际值的偏差,计算附加后轮转角和附加横摆力矩;下层控制器包括四轮转角控制器和四轮力矩分配器,附加后轮转角控制器根据转向盘转角和车速分别采用比例前馈加模糊反馈或阿克曼转向进行附加后轮转角控制,四轮力矩分配器根据附加横摆力矩需求采用二次规划算法对四轮力矩进行优化分配。选取典型实验工况,通过联合仿真实验对后轮转向与横摆力矩集成控制策略进行验证。结果表明:集成控制策略能有效提高分布式驱动电动汽车稳定性。

轮毂电机驱动电动汽车4WS和DYC协调控制

为了提高轮毂电机驱动电动汽车的路径跟踪能力和操纵稳定性,本文针对主动四轮转向系统(4WS)和直接横摆力矩控制系统(DYC)提出一种新型的协调控制策略。首先,综合考虑车辆的路径跟踪性能和操纵稳定性,建立一种共享转向控制模型,并在此基础上提出基于非合作Nash博弈的4WS控制策略。其次,为了提高危险行驶工况下的车辆侧向稳定性,基于质心侧偏角相平面将车辆状态划分为稳定区域、过渡区域和失稳区域,并分区域建立DYC控制器。再次,为了实现后轮转向与直接横摆力矩的协同控制,建立基于模糊神经网络的ARS/DYC协调控制器。最后,利用CarSim/Simulink联合仿真平台和硬件在环平台,分别进行双移线工况下的试验验证。研究结果表明,所提出的控制策略能够有效地提高车辆在极端行驶工况下的路径跟踪精度和操纵稳定性能。

全方位线控四轮转向电动汽车设计

提出了一种用于外转子式轮毂电机的双横臂悬架导向机构和转向机构,可实现四轮驱动电动汽车绕任一点进行旋转,以及沿任一方向进行平移。研究了当电机失灵时的故障排除技术,即可通过电磁离合器的开关组合,驱动一台转向电机可使四个车轮全部复位,且仍可保持转向能力。用Euler角描述了悬架导向机构的姿态,推导出与车轮定位参数相关的悬架导向机构姿态角公式,对各控制点坐标进行参数化,在 ADAMS软件下建立了参数化模型,并对悬架导向机构进行了优化设计。

考虑驾驶员特性的四轮独立驱动电动汽车转向控制研究

四轮独立驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,在汽车控制方面相对于传统汽车具有显著优势,通过建立驾驶员不同转向特性参考模型和四轮驱动力矩控制进行考虑驾驶员特性的四轮独立驱动电动汽车转向控制研究。基于驾驶模拟器实验,在对驾驶员转向特性进行分类和建立辨识模型的基础上,采用RBF神经网络建立了驾驶员不同转向特性的参考模型,给出了考虑驾驶员转向特性的整车控制原理,应用驾驶模拟器对所研究的控制方法进行了验证。验证结果表明:参考模型输出能够反映不同转向特性驾驶员期望的车辆响应,通过对四轮驱动力矩合理控制实现汽车跟踪驾驶员期望。

线控全方位转向四轮驱动电动汽车的独立悬架

设计了一种用于线控全方位独立转向四轮驱动电动汽车的独立悬架,该悬架采用双横臂、扭杆弹簧结构,具有简单紧凑、转向灵活、且承受载荷能力较强的特点。建立了悬架导向机构的几何模型及数学描述,借助Matlab软件计算悬架的运动轨迹,确定了悬架导向机构的参数,制造出的样机符合设计要求。

四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略研究

对四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略进行研究,建立了整车控制系统,提出了基于滑模变结构算法的转速转矩协调控制策略;基于Ackermann-Jeantand转向模型计算车辆转向所需的四轮差速,通过滑模控制器和转矩分配模块计算车辆稳定所需的四轮转矩,在车辆差速行驶的同时协调分配四轮的转矩。仿真结果表明,该控制方法简单有效,能提高电动汽车转向的稳定性和操纵性。

四轮独立驱动电动汽车四轮转向控制与仿真研究

针对四轮独立驱动电动车四轮转向控制,论文研究了基于阿克曼转角的控制策略。给出了整车控制原理,设计了驱动力分配器和基于阿克曼转向原理的四轮转角分配器,应用Car Sim与Matlab/Simulink搭建了整车模型和编写了控制策略程序,选取双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明:设计的四轮独立驱动电动车四轮转向控制策略能够保证汽车具有良好的操纵稳定性。

线控转向四轮独立驱动电动汽车建模与仿真研究

针对线控转向四轮独立驱动电动汽车建模问题,论文应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真进行了整车模型的搭建与仿真分析。确定了线控转向系统中的动力学微分方程,基于Matlab/Simulink软件建立了线控转向系统模型,将Car Sim中的内燃机模型修改为四轮独立驱动电动汽车模型,并将线控转向系统模型嵌入到Car Sim中去,搭建了线控转向四轮独立驱动电动汽车整车模型。选取方向盘角阶跃工况对所建立的模型进行仿真验证。结果表明:线控转向四轮独立驱动电动汽车具有良好的响应特性。

四轮独立转向电动汽车最优控制器设计

建立整车二自由度模型,以质心侧偏角等于零为目标设计前馈控制器,引入参考模型,根据车辆实际响应值与参考模型理论值的差值,运用最优控制理论设计反馈控制器。通过仿真分析与实验,验证了仿真模型的精确度和控制器的良好品质。

四轮独立驱动与转向电动汽车四轮转向研究综述

四轮独立驱动与转向电动汽车作为分布式电动汽车的一种,通过四个轮毂电机分别独立控制各个车轮的转角和转矩而取代了传统汽车的分动器等其他机械结构,简化了车辆的底盘结构,同时又为车辆的各种控制提供了便利条件。文章介绍了四轮独立驱动与转向电动汽车转向控制的研究背景和特点,对国内外的研究情况进行了阐述,提出四轮转向控制的发展方向。

基于MATLAB的四轮转向电动汽车横向稳定性控制仿真研究

质心侧偏角与横摆角速度是影响电动汽车横向稳定性的重要因素。为了提高四轮转向电动汽车的横向稳定性,本文在前轮转角前馈控制和横摆角速度反馈控制的基础上综合控制四轮转向电动汽车的横向稳定性,并在Matlab/Simulink软件进行仿真试验。

四轮独立驱动电动汽车EPS转向特性研究

为更好地研究EPS对四轮独立驱动电动汽车转向特性的影响,运用Matlab/Simulink、Carsim建立了EPS联合仿真模型。提出基本助力控制、回正控制、阻尼控制、补偿控制策略,然后进行硬件在环试验确定其策略的有效性。试验表明:EPS控制下的四轮独立驱动电动汽车在低速行驶时使转向更加轻便;高速行驶时有更好的"路感"并提高了车辆的稳定性,从而整体改善汽车驾驶的操纵性能。

四轮独立驱动电动汽车EPS特性仿真

针对四轮独立驱动电动汽车驱动方式的特点,建立了电动助力转向(EPS)系统动力学模型和助力电机模型,引入转向盘力矩和行车速度两个控制变量确定最佳的辅助转向电流,得到EPS系统的转向助力特性曲线,并对其进行了分析.基于模糊控制方法设计了EPS系统的控制器,在设置符合国标要求的转向轻便性、回正等试验工况下对所搭建的EPS系统进行MATLAB/Simulink和Carsim的联合仿真.仿真结果表明所得到的助力特性曲线达到了控制预期目标,改善了转向时的路感,具有良好的助力效果,提高了电动汽车的操作灵敏度以及转向稳定度.

四轮独立转向无人车辆斜向行驶轨迹跟踪控制方法

针对四轮独立转向电动汽车转向系统成本高、但功能开发程度低的问题,提出一种车辆斜向行驶控制策略,优化四轮独立转向电动汽车换道过程中的行驶稳定性.基于四轮独立转向电动汽车横向、纵向二自由度车辆模型,提出一种横纵向耦合轨迹跟踪控制方法,该方法基于线性时变模型采用模型预测控制(MPC)算法,对横向偏差、航向角偏差及纵向速度偏差进行闭环控制.设计车辆稳定性控制器,包括横摆力矩控制器和转矩分配控制器,同时提高车辆轨迹跟踪精度和行驶稳定性.最后搭建Simulink/Carsim/Prescan联合仿真平台,对四轮独立转向电动汽车双移线工况进行模拟换道仿真,仿真结果证明了斜向变道的可行性和横纵向耦合轨迹跟踪控制方法的有效性.

四轮独立转向分布式驱动电动汽车单轮转向失效行驶稳定性控制

四轮独立转向分布式驱动电动汽车具备常规车辆无法比拟的机动性、通过性和操纵稳定性,但其复杂的结构特点以及执行器的高度冗余加大了转向系统驱动电机失效的风险。针对单轮转向失效行驶稳定性问题,通过分析后轮主动转向对于车身稳定性的影响,采用附加后轮转向的单轨模型作为稳态参考模型,提出一种轮胎力可分配重构的分层控制方法。首先,根据轮胎侧偏状态确定各轮转向控制方式,考虑转向失效冲击和横摆角误差累积,设计基于参数自适应的递归非奇异终端滑模控制器即上层控制器;然后,以最小化轮胎负荷率作为优化目标,根据车辆状态动态调整执行机构的介入和退出,重新分配车轮转角和驱动/制动力矩来设计下层控制器;最后,通过离线仿真和控制器在环仿真对所提控制方法进行验证。结果表明,在单轮转向失效的工况下,所设计的控制器相比于普通滑模控制器使最大横向位置误差分别降低了85.2%和88.1%,使最大横摆角误差分别降低了81.8%和81.5%,可以使四轮独立转向分布式驱动电动汽车保持良好的行驶稳定性。

4WID/S电动汽车独立转向的多电机协调控制

针对电动汽车四轮独立驱动/转向(4WID/S)中4个转向电机协调控制,设计以转速为控制量的多电机协调控制策略,实现各电机转速合理分配。在Matlab/Simulink中构建汽车动力学与两相混合式步进电机转速控制相结合的仿真模型,以TMS320F28335为控制核心构建实验台架,4个转向电机协调运行表明控制策略的可行性。

基于B样条曲线的4WIS电动汽车转向模式动态切换与控制方法

为了实现四轮独立转向(Four Wheel Independent Steering,4WIS)电动汽车的转向模式不停车动态切换,充分利用4WIS电动汽车的冗余控制自由度,对转向模式切换过程与控制方法进行建模与仿真研究。在切换方法上提出了一种基于B样条曲线的车轮轨迹规划方法,在此基础上实时计算4个独立车轮的运动轨迹。仿真结果表明,该方法能够实现4WIS电动汽车转向模式的不停车平滑切换,切换过程中动力学参数满足要求。在模式切换控制方法上,针对4WIS电动汽车车轮独立的特点,构建4个车轮之间的虚拟连接关系,提出一种"运动学-动力学"复合控制策略,提高了动态切换控制的稳定性与鲁棒性。仿真结果验证了该算法的有效性。

分布式驱动电动汽车个性化智能控制关键技术综述

分布式驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,各轮转矩和转速容易获得,相对于传统汽车具有明显控制优势,是进行车辆动力学最优控制的理想载体。论文主要针对考虑驾驶员特性的分布式驱动电动汽车个性化智能控制进行总结与分析,对基于个性化智能控制的车辆状态与参数估计、四轮独立驱动与独立转向电动汽车控制、驾驶员特性及行为意图辨识三方面研究进行了总结及分析。指出基于分布式驱动电动汽车载体,通过对车辆状态与参数的估计和对驾驶员驾驶特性的研究,可进一步提高新一代电动汽车动力学控制性能,加快其产业化并进行更深入的智能化研究。

四轮独立驱动电动车综合控制仿真研究

本文以小型四轮独立驱动电动车为研究对象,对其性能指标进行设计,对直流无刷电机特性进行匹配计算和模型建立。在此基础上,设计了一种基于转速反馈的电机调速系统。建立四轮差速转向运动学方程,根据车辆差速转向特点,设计了一种四电机综合控制系统,采用Simulink软件建立模型,并进行仿真研究。仿真结果表明,设计的4×4电驱动车辆控制算法能够较好的实现对小车各轮的协调控制,实现转向过程中的平稳行进,验证了综合控制算法的可行性。