关键词：CAN;;四轮独立驱动;;电动汽车;;直接横摆控制
摘 要：四轮独立驱动(Four-Wheel-Independent-Drive FWID)相对于集中式驱动电动汽车,具有可操作性强、安全性高和灵活性好的巨大优势。一些新兴的电子辅助功能应用在FWID电动汽车上的效果更加显著。例如:直接横摆控制(Direct Yaw Moment Control DYC)、主动前轮转向(Active Front wheel Steer AFS)等。汽车横向运动控制系统的研究主要是用来保证汽车行驶的稳定性,以减少交通事故的发生。DYC作为汽车电子稳定性控制中最主要的控制技术,得到了广泛的关注和研究。目前,关于FWID电动汽车的研究,均假设系统各节点之间通过点对点的方式进行通信。然而在实际中,控制器与物理设备之间的连接是使用CAN(Controller Area Network)作为通信介质来实现的。基于网络的闭环控制系统如果不考虑网络诱导时延对于系统的影响,系统的控制性能就会降低,甚至会导致系统的不稳定。为了减弱网络诱导时延对FWID电动汽车系统的影响,充分考虑时延对FWID电动汽车系统的影响,本文研究了基于CAN的FWID电动汽车横向运动控制系统。具体研究内容如下:第一章,给出基于CAN的FWID电动汽车的背景、国内外研究现状和本文的主要贡献。第二章,给出基于CAN的FWID电动汽车的物理架构。根据期望模型,建立状态反馈跟踪控制闭环系统。通过对CAN诱导时延的特征进行分析,建立带有时延的跟踪控制系统状态空间模型。对CAN进行时间响应分析,验证对分析带有CAN诱导时延的汽车系统的稳定性的必要性。通过Lyapunov-Krasovskii泛函方法描述对带有时延的FWID电动汽车状态反馈跟踪控制系统的稳定性条件,并通过LMI(Linear Matrix Inequality)的线性化和求解进行了控制器的设计,最后通过Matlab/Simulink对所设计控制器的有效性进行了验证。第三章,考虑FWID电动汽车电机驱动力矩分配问题,描述基于CAN的过驱动系统中网络诱导时延的特征,在同时考虑力矩分配和网络诱导时延特征的情况下,建立FWID电动汽车基于CAN的横向运动分布式驱动跟踪控制系统状态空间模型。同样通过第二章所运用的方法进行控制器设计并进行仿真验证。第四章,总结本文工作并对本文未来研究方向进行展望。
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