基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性研究

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1、基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性研究杨志豪2015年6月中图分类号：U469.72UDC分类号：650基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性研究作者姓名杨志豪学院名称机械与车辆学院指导教师曹万科讲师答辩委员会主席林程教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchonthestabilityofdistributeddriveelectricvehiclebasedonthevehiclebusCandidateName：ZhihaoYangSchoolorDepartment

2、:MechanicalEngineeringFacultyMentor:Lecturer.WankeCaoChair,ThesisCommittee：Prof.ChengLinDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方

3、外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要分布式驱动电动汽车采用四电机独立驱动，可以实现灵活的转矩分配，为实现操纵稳定性控制提供了有利的硬件基础。四电机的协同控制对车载总线信息传输的实时性和确定性要求很高。现有CAN总线信息传输的实时性和确定性的不足使分布式驱动电动汽车的转向操纵稳定性控制性能变差，FlexRay总线的高传输速率

4、和基于时间触发的工作机制能够满足分布式驱动的需求。本文对基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制模型展开研究，主要研究内容及成果如下：（1）建立了“人-车”闭环仿真平台，该仿真平台包括整车八自由度模型、电机与传动系统模型、车轮动力学模型、轮胎模型和驾驶员模型，仿真平台能够模拟分布式驱动电动汽车的动力学响应，满足仿真分析要求。（2）采用分层控制结构设计操纵稳定性控制策略，以线性二自由度的车辆模型为参考，上层的运动跟踪层采用前馈+LQR反馈的控制策略计算转向所需横摆力偶矩，下层的转矩分配层采用转矩平均分配的方法分配力偶矩。通过双移线和蛇行工况

5、仿真，验证了控制策略的有效性。（3）建立基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性网络控制系统模型，分析了CAN总线诱导延时对控制性能的影响。同时，提出以FlexRay总线构建动力总线的优化解决方案，设计了基于信息装载理论的调度策略以及改进的降周期调度策略，仿真验证了所设计的方案有效改善了分布式驱动电动汽车的操纵稳定性能。（4）开发了基于Freescale公司S12XF单片机的四节点FlexRay总线通信试验系统，面向广汽传祺四驱混合动力电动汽车后轴双电机应用方案，开发了后轴双电机驱动系统CAN通信网关和监测面板，并开展了装车调试与路试。基于C

6、AN总线与FlexRay总线的应用与试验，为四电机的分布式驱动电动汽车的开发积累了经验。关键词：分布式驱动电动汽车；前馈+LQR反馈；网络控制系统（NCS）；CAN；FlexRay；调度策略I北京理工大学硕士学位论文AbstractThedrivingformofdistributeddrivenEVisfourmotorindependentdrive.Thefourmotors’cooperativeoperationhashighrequirementsonthebus’sreal-timeandcertainty.Becauseofth

7、elackofreal-timeandcertainty,CANbusmakesthesteeringcontrolperformanceofthedistributeddrivenEVpoor.ButtheFlexRaybushasadvantagesonthehightransmissionrateandtheworkingmechanismontimetrigger.Becauseofthese,FlexRaybusismoresuitableforthedistributeddrivenEV.Themainresearchcontent

8、sandresultsareasfollows:Theclosedloopsimulationplatformofthe“driver-car”ise