【正文】 畢業(yè)論文題 目電動(dòng)汽車(chē)AFS與DYC集成控制策略研究南京航空航天大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信承諾書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（題目：電動(dòng)汽車(chē)AFS與DYC集成控制策略研究）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。作者簽名： 2015年6月10日 （學(xué)號(hào)）：021130207 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙電動(dòng)汽車(chē)AFS與DYC集成控制策略研究摘要汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，特別是主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向（Active Front Steering, AFS）和直接橫擺力矩控制（Direct Yaw Control, DYC）技術(shù)已分別被普遍應(yīng)用于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)上，并極大地提高了汽車(chē)操縱穩(wěn)定性。但隨著電動(dòng)汽車(chē)的大力發(fā)展，尤其輪轂電機(jī)技術(shù)取得突破性的進(jìn)展，從而使電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)具有更好的可控性和靈活性，并能夠?yàn)锳FS和DYC技術(shù)提供更為廣闊的技術(shù)平臺(tái)。然而，隨著人們對(duì)主動(dòng)安全技術(shù)的要求變得越來(lái)越高，從而，促進(jìn)了AFS和DYC集成控制的發(fā)展。但是，現(xiàn)階段的AFS和DYC集成控制方法存在較大的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，即AFS和DYC同時(shí)工作時(shí)，兩者同時(shí)產(chǎn)生的橫擺力矩會(huì)相互影響，不僅增加了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，并且降低了控制效果。因此，針對(duì)AFS和DYC集成控制方式存在的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，本文采用了分層控制方法進(jìn)行了解決，并通過(guò)滑模變結(jié)構(gòu)控制理論分別對(duì)AFS和DYC控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從而使汽車(chē)輪胎的側(cè)向力在線性范圍時(shí)，主要通過(guò)AFS來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的橫擺力矩，當(dāng)汽車(chē)輪胎的側(cè)向力超出線性范圍時(shí)，超出部分將由DYC來(lái)實(shí)現(xiàn)。最后，在Simulink中搭建系統(tǒng)的仿真模型。分別在高低速下進(jìn)行雙移線仿真試驗(yàn)，并驗(yàn)證了集成控制方法能夠有效地跟蹤期望的橫擺角速度，且能彌補(bǔ)單個(gè)控制器同時(shí)起作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生相互影響的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)輛穩(wěn)定性控制，滑模控制，simulink仿真Integration control tactic of AFS and DYC in electric vehicleAbstractWith nearly 50 years of development,the application of AFS (Active Front Steering)and DYC (Direct Yaw Control)bees more and more wilder and riper in traditional internalbustion engine vehicles and Greatly improve the vehicle steering stability. But with the development of electric vehicle,especially making breakthrough in Wheel hub motor technology ,it is more controllable and flexible than traditional vehicle and can provides more broad technology platform for AFS and DYC technology.However,the increasing people’s requirement for active safety technology,promoting the development of integration control of AFS and DYC .but there is a coordinated control problem in integration control means of AFS and DYC,namely when they are working together ,the yaw moment produced by them will interact each other .This condition not only add the burden of control system,but also reduce system’s effect.Therefore,this paper supply a hierarchical control method to solve the coordinated control problem in integration control means of AFS and DYC,and AFS and DYC controller through sliding mode control lateral force of tire is in Linear range,desired yaw moment is achieved by AFS controller,When lateral force of tire is out of Linear range,desired yaw moment is achieved by DYC ,Simulation model of the system is built in last,double moving line Simulation test is carried out in high and low voice condition and effectivity of integrated control way is verified. Key words:electric vehicle,vehicle stability control,sliding mod control,simulink emulationII 目 錄摘要 IAbstract II第一章 緒 論 1 1 3 3 4 本文的研究?jī)?nèi)容 5第二章 控制理論 7 滑模控制的原理 7 7 8 9 10 滑?？刂频膬?yōu)點(diǎn) 10第三章 控制器的設(shè)計(jì) 12 12 汽車(chē)二自由度線性模型 12 13 14 15 控制分配算法 17 集成控制器設(shè)計(jì) 18第四章 仿真結(jié)果與分析 19 Matlab/Simulink仿真軟件簡(jiǎn)介 19 仿真結(jié)果分析 19III 第五章 總結(jié)與展望 25 全文總結(jié) 25 研究展望 25參考文獻(xiàn) 27致謝 29IV 第一章 緒 論 隨著社會(huì)節(jié)拍的加快、交通條件的改善和車(chē)輛技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代交通車(chē)輛的行駛速度得到了很大的提高。但隨之而來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也在逐步增加，有關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)大量交通事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)，與車(chē)速有關(guān)的交通事故的發(fā)生概率超過(guò)了80%。在對(duì)這些交通事故發(fā)生的原因進(jìn)行調(diào)查后，人們又發(fā)現(xiàn)車(chē)速在80km/h到100km/h之間行駛的汽車(chē)發(fā)生的交通事故，大約40%是與汽車(chē)側(cè)向失穩(wěn)有關(guān)。汽車(chē)行駛速度越高，失穩(wěn)引發(fā)的交通事件的比例越高，當(dāng)車(chē)速超過(guò) 160km/h 時(shí)，幾乎每起交通事故都是因?yàn)閭?cè)向失穩(wěn)而產(chǎn)生的[1]。 汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性是決定汽車(chē)高速行駛安全的關(guān)鍵性能，是以，如何提高車(chē)輛行駛操縱穩(wěn)定性是當(dāng)代車(chē)輛研究的主要課題。隨著電子技術(shù)的成熟，控制技術(shù)的進(jìn)步，跟多的的電子控制單元被安裝在汽車(chē)上。以用來(lái)提高汽車(chē)的穩(wěn)定性。20世紀(jì)七八十年代，防抱死系統(tǒng)(ABS)開(kāi)始被應(yīng)用于汽車(chē)上，提升了輪胎與地面間的附著力，改良了車(chē)倆制動(dòng)時(shí)的側(cè)向穩(wěn)定性。而在20世紀(jì)九十年代，又有人提出了多種車(chē)輛穩(wěn)定性理念[2]。其中比較成功的是BOSCH公司的VDC概念，Benz公司的ESP概念，豐田公司的VSC概念。 直到上世紀(jì)九十年代末，通過(guò)對(duì)汽車(chē)控制理論的分析和進(jìn)一步研究后，為了提高車(chē)輛的行駛安全性，許多汽車(chē)公司，例如奔馳和寶馬，提出了諸如或類似前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向（Active Front Steering, AFS)和直接橫擺力矩控制（Direct Yaw Control, DYC)等直接對(duì)汽車(chē)的橫擺運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的概念?，F(xiàn)階段雖然前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向（AFS)和直接橫擺力矩控制（DYC)方式都可以獨(dú)自改善車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性，但是車(chē)輛在極限工況下行駛時(shí)，AFS和DYC會(huì)造成相互干預(yù)、相互影響的結(jié)果，從而導(dǎo)致它們的長(zhǎng)處未能同時(shí)發(fā)揮作用，是以，為了進(jìn)一步提升汽車(chē)的穩(wěn)定性，可以根據(jù)汽車(chē)實(shí)際狀況的不同對(duì)AFS和DYC進(jìn)行分層控制以發(fā)揮各自的長(zhǎng)處；同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的提高，AFS和DYC控制方法有了更加靈活、有效的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，所以，聯(lián)合電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)AFS/DYC集成控制策略的研宄有利于進(jìn)一步提升汽車(chē)的穩(wěn)定性。隨著輪轂電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)及主動(dòng)懸架在單個(gè)輪轂電機(jī)車(chē)輪中被合為一體?；诖耍妮啰?dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輪汽車(chē)能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)懸架的集成控制。四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)具有更好的可控自由性和靈活性，是研究新一代汽車(chē)控制技術(shù)、探索汽車(chē)最優(yōu)動(dòng)力學(xué)性能的理想載體。 圖 Protean 輪轂電機(jī)總成在穩(wěn)定性控制方面，輪轂