四轮独立驱动无人驾驶电动车辆轨迹跟踪策略研究

发布时间：2023-05-10 01:21

　　电动化和智能化作为目前汽车工业的发展方向,已经成为国内外学者、科研院所和企业的研究热点。电动汽车不仅可以减少人类对不可再生资源的消耗,改善环境问题,还可以带来传统燃油车辆难以企及的NVH品质。四轮毂电机独立驱动是电动汽车一种独特驱动形式,由于动力系统直接集成在车轮,所以可以对各轮驱动力矩和转速进行独立精确控制,此结构为先进控制算法的实现奠定了基础。无人驾驶技术是车辆智能化的高级阶段,是实现交通事故“零死亡”关键技术,而轨迹跟踪是实现智能车辆自主驾驶的基本要求。本文将以四轮独立驱动电动汽车(Four-Wheel-Independent Electric Vehicle,FWID-EV)为对象,研究无人驾驶车辆轨迹跟踪控制策略,既要满足对期望轨迹的精确跟踪,还要符合高速和低附工况行驶稳定性的要求。首先,利用Matlab/Simulink和CarSim搭建FWID无人驾驶电动汽车轨迹跟踪控制仿真平台。根据轮毂电机结构特点对CarSim模型的动力系统和底盘系统进行修改。基于简化的速度控制策略和力矩分配方法,利用开环转角仿真实验验证了模型的可靠性。其次,针对高速和低附工况行驶稳定性要求,研究了以...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 FWID-EV的国内外研究现状
        1.2.2 无人驾驶车辆的国内外研究现状
        1.2.3 轨迹跟踪控制策略的国内外研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
2 FWID无人驾驶电动车辆仿真平台的搭建
    2.1 引言
    2.2 车辆仿真平台简介
    2.3 Simulink/CarSim整车建模
        2.3.1 车身尺寸建模
        2.3.2 动力系统建模
        2.3.3 转向系统建模
        2.3.4 悬架系统建模
        2.3.5 CarSim输入/输出接口设置
        2.3.6 整体仿真模型的建立
    2.4 联合仿真平台精确性验证
        2.4.1 直线行驶仿真验证
        2.4.2 方向盘阶跃转角仿真验证
    2.5 本章小结
3 橫摆力矩控制器和纵向车速控制算法设计
    3.1 引言
    3.2 基于连续切换的等效滑膜橫摆力矩控制器设计
        3.2.1 稳定性控制变量的选择
        3.2.2 滑膜变结构控制理论简介
        3.2.3 建立三自由度车辆动力学模型
        3.2.4 建立橫摆力矩控制策略
    3.3 基于模糊自适应PI的纵向车速控制器设计
        3.3.1 纵向车速控制器框架建立
        3.3.2 模糊自适应PI理论简介
        3.3.3 建立模糊自适应PI的控制器
    3.4 建立力矩分配策略
    3.5 本章小结
4 车辆轨迹跟踪的分层控制算法设计
    4.1 引言
    4.2 车辆横向动力学建模
    4.3 建立基于主动转角控制的滚动时域优化控制器
        4.3.1 滚动时域优化算法原理
        4.3.2 滚动时域优化控制器设计
    4.4 建立轨迹跟踪分层控制策略与算法流程
    4.5 本章小结
5 实验与验证
    5.1 双移线工况
        5.1.1 干燥沥青路面仿真实验
        5.1.2 湿滑沥青路面仿真实验
        5.1.3 冰雪路面仿真实验
    5.2 蛇形绕桩工况
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 文中符号对照表
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3812756