fsae纯电动赛车驱动防滑控制研究

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1、硕士学位论文FSAE纯电动赛车驱动防滑控制研究ARESEARCHONANTI-SLIPREGULATIONOFFSAEPUREELECTRICRACINGCAR张艳芬哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：U461.6学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工学硕士学位论文FSAE纯电动赛车驱动防滑控制研究硕士研究生：张艳芬导师：赵立军申请学位：工学硕士学科：车辆工程所在单位：汽车工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：U461.6UniversityCode：10213U.D

2、.C：681.5Security：OpenDissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringARESEARCHONANTI-SLIPREGULATIONOFFSAEPUREELECTRICRACINGCARCandidate：ZhangYanfenSupervisor：AssociateProf.ZhaoLijunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：VehicleEngineeringAffiliation：SchoolofAutomo

3、bileEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着纯电动赛车在赛车运动中崭露头角，国内外许多高校也开始大力发展纯电动赛车，赛车的安全问题逐渐成为人们关注的焦点，驱动防滑控制是有效改善这一问题的主流方法之一。本文研究的驱动防滑控制以HRT（HITRacingTeam）后轮驱动纯电动赛车为研究对象，通过控制驱动电机的输出转矩来控制驱动轮的滑转率在目标滑转率附近，以改善赛车的操纵

4、稳定性和动力性。本文首先分析了后轮驱动纯电动赛车的动力学特性，建立能准确描述汽车行驶过程的五自由度整车模型和Dugoff轮胎模型，并在MATLAB/Simulink软件平台上搭建了整车模型和四轮受力模型、驱动轮转速模型、中心速度模型、滑转率模型、附着系数模型等子系统模型。其次，针对本文研究对象提出了一种以跟踪最优滑转率、充分利用路面附着系数为目标的驱动防滑控制策略，从而保证车辆的操纵稳定性和安全性。依据传统汽车路面识别方法进行改进设计，提出了三种合理的识别当前路面情况的方案，并分别在MATLAB/Simulink中进行了建模与仿真。仿真结果表明，用

5、面积法来估算当前路面最佳滑转率对实际工况更为符合。再次，设计驱动防滑系统控制算法。本文先采用PID控制算法和模糊控制算法，输出驱动电机的转矩调节值，并分别利用MATLAB/Simulink仿真驱动轮在低附着路面行驶的情况。仿真结果表明两者控制效果都理想，但PID控制最优控制参数的选取和确定比较繁琐，模糊控制的控制规则的总结和在线调整也很难实现。综合考虑PID控制和模糊控制各自的优点以及可行性，最终确定模糊自适应整定PID控制算法。最后将整车模型、最佳滑转率估计器和模糊自适应整定PID控制器三者联合起来进行仿真分析，仿真结果表明，该算法可以兼顾PID

6、控制和模糊控制的优点，能够实现驱动防滑控制。最后，针对HRT纯电动赛车的驱动防滑控制进行了软/硬件设计和整车试验设计。硬件设计主要围绕整车控制器的主控芯片的选型以及最小控制系统的设计。软件设计简单概括软件开发环境、系统调试以及设计流程。最后设计整车试验过程。关键词：纯电动赛车；驱动防滑；控制策略；路面识别；模糊自适应整定PID控制；整车控制器设计-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththebuddingofpureelectricracingcarsinmotorsport,manyuniversitiesathomeanda

7、broadhavebeguntodevelopelectricracingcars.Whilesafetyproblemisbecomingthefocusofattention,andanti-slipregulationisaneffectivemethodtosolveit.Inthispaper,HRT(HITRacingTeam)rear-wheeldrivepureelectricracingcaristheresearchobject.Toimproveitsstabilityanddynamicperformance,thedriv

8、ewheelsliprateiscontrolledinthevicinityofoptimumslipratebycon