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更新時(shí)間：2016-12-07 10:22:12瀏覽次數(shù)：1041
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四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車CAMOZZI執(zhí)行器容錯(cuò)控制算法
面對(duì)人們對(duì)于交通需求的迅猛增加、化石燃料消耗殆盡、內(nèi)燃機(jī)汽車造成的嚴(yán)重環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等嚴(yán)重問(wèn)題，世界各國(guó)政府、汽車企業(yè)和科研院所等正積極尋找21世紀(jì)可持續(xù)道路交通運(yùn)輸?shù)慕鉀Q方案，而采用二次能源——電能的電動(dòng)汽車正受到越來(lái)越的關(guān)注和研究。
四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車CAMOZZI執(zhí)行器容錯(cuò)控制算法
四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車是一種基于線控技術(shù)獨(dú)立控制每個(gè)車輪驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的新型純電動(dòng)汽車類型。相對(duì)于傳統(tǒng)汽車，其具有更多的CAMOZZI執(zhí)行器控制自由度，可以實(shí)現(xiàn)諸如斜行、橫行、原地轉(zhuǎn)向等多種行駛模式，提高了汽車在擁擠城市行駛的機(jī)動(dòng)性和靈活性；同時(shí)，基于每個(gè)車輪獨(dú)立控制的特點(diǎn)，可以綜合控制車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)，優(yōu)化車輛的動(dòng)力學(xué)特性，提高車輛的操縱穩(wěn)定性；更為重要的是，基于四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車CAMOZZI執(zhí)行器冗余的特點(diǎn)，可以采用過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重構(gòu)控制分配的容錯(cuò)控制方法，提高車輛在故障工況下的穩(wěn)定性和安全性。綜上所述，四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車是發(fā)展前景的電動(dòng)車構(gòu)型，是研究*車輛動(dòng)力學(xué)控制方法的優(yōu)良平臺(tái)，代表了未來(lái)車輛的發(fā)展趨勢(shì)。研究依托國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“線控汽車底盤(pán)控制方法和關(guān)鍵技術(shù)研究”和國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱桿及其雙向控制方法研究”及研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目“全線控電動(dòng)汽車狀態(tài)估算及路面識(shí)別研究”，基于四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車平臺(tái)，針對(duì)CAMOZZI執(zhí)行器故障后的容錯(cuò)控制問(wèn)題，提出以zui大化車輛故障后的穩(wěn)定裕度為控制目標(biāo)，開(kāi)發(fā)了四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車執(zhí)行器容錯(cuò)控制算法。針對(duì)以上研究目標(biāo)，論文主要內(nèi)容如下：四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車動(dòng)力學(xué)建模 建立了整車11自由度電動(dòng)車動(dòng)力學(xué)模型，以3自由度車身平面運(yùn)動(dòng)模型為基礎(chǔ)建立了包括驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)系統(tǒng)模型、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型以及輪胎模型等部分，通過(guò)與CarSim車輛模型的在多工況下的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)證了所建立的模型能準(zhǔn)確表征車輛縱向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)、橫擺運(yùn)動(dòng)間的耦合關(guān)系和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，可以作為電動(dòng)車容錯(cuò)控制算法的仿真驗(yàn)證平臺(tái)。CAMOZZI執(zhí)行器容錯(cuò)控制研究 針對(duì)四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車的過(guò)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了采用控制分配的分層控制結(jié)構(gòu)。容錯(cuò)控制以zui大化車輛CAMOZZI執(zhí)行器故障后的整車穩(wěn)定裕度為控制目標(biāo)，控制結(jié)構(gòu)上可以分為上層運(yùn)動(dòng)控制器和下層重構(gòu)控制分配器。運(yùn)動(dòng)控制器基于模型預(yù)測(cè)控制理論，根據(jù)駕駛員操縱輸入優(yōu)化車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；重構(gòu)控制分配器采用重構(gòu)控制分配方法，以整車穩(wěn)定性和安全性為目標(biāo)制定了重構(gòu)控制分配律，zui大程度的保障車輛行駛性能和安全性能。容錯(cuò)控制算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 為了驗(yàn)證容錯(cuò)控制算法對(duì)CAMOZZI執(zhí)行器多種故障的容錯(cuò)控制性能，首先采用了低附著直行單輪故障工況、高附著階躍轉(zhuǎn)向雙輪故障工況、對(duì)開(kāi)路面階躍轉(zhuǎn)向三輪故障工況這3類仿真實(shí)驗(yàn)工況，針對(duì)不同的故障類型、路面附著情況、轉(zhuǎn)向操作以及行駛車速進(jìn)行了驗(yàn)證。而后，考察了所提出算法對(duì)噪聲的魯棒性；針對(duì)噪聲影響因素，制定了噪聲抑制方案，再次進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了噪聲控制方法的有效性。
四輪獨(dú)立線控電動(dòng)車CAMOZZI執(zhí)行器容錯(cuò)控制算法
zui后，在實(shí)車平臺(tái)上進(jìn)行了直行單輪故障工況、方向盤(pán)正弦輸入雙輪故障工況、方向盤(pán)階躍輸入三輪故障工況等實(shí)車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，容錯(cuò)控制算法能保持車輛故障后車輛對(duì)駕駛員操縱的有效響應(yīng)，保持車輛的期望性能，提高了故障后的安全性。
