电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究79885824毕业论文题目电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究南京航空航天大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：电动汽车AFS 与DYC集成控制策略研究）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
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作者签名：2015年6月10日（学号）：021130207电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究摘要汽车主动安全技术经过近几十年的发展，特别是主动前轮转向（Active Front Steering, AFS）和直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control, DYC）技术已分别被普遍应用于传统内燃机汽车上，并极大地提高了汽车操纵稳定性。
但随着电动汽车的大力发展，尤其轮毂电机技术取得突破性的进展，从而使电动汽车相对于传统内燃机汽车具有更好的可控性和灵活性，并能够为AFS和DYC技术提供更为广阔的技术平台。
然而，随着人们对主动安全技术的要求变得越来越高，从而，促进了AFS和DYC集成控制的发展。
但是，现阶段的AFS和DYC集成控制方法存在较大的协调控制问题，即AFS和DYC 同时工作时，两者同时产生的横摆力矩会相互影响，不仅增加了系统负担，并且降低了控制效果。
因此，针对AFS和DYC集成控制方式存在的协调控制问题，本文采用了分层控制方法进行了解决，并通过滑模变结构控制理论分别对AFS和DYC控制器进行了设计，从而使汽车轮胎的侧向力在线性范围时，主要通过AFS来实现期望的横摆力矩，当汽车轮胎的侧向力超出线性范围时，超出部分将由DYC来实现。
最后，在Simulink中搭建系统的仿真模型。
分别在高低速下进行双移线仿真试验，并验证了集成控制方法能够有效地跟踪期望的横摆角速度，且能弥补单个控制器同时起作用时会产生相互影响的问题。
关键词：电动汽车，车辆稳定性控制，滑模控制，s imulink仿真Integration control tactic of AFS and DYC inelectric vehicleAbstractWith nearly 50 years of development,the application of AFS (Active Front Steering)and DYC (Direct Yaw Control)becomes more and more wilder and riper in traditionalinternal-combustion 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 theory.When 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 controller.Then,Simulation model of the system is built in Simulink.At 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 emulation目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................................. I I 第一章绪论.. (1)1.1研究意义与背景 (1)1.2研究现状 (3)1.2.1国外研究现状 (3)1.2.2国内研究现状 (4)1.3 本文的研究内容 (5)第二章控制理论 (7)2.1 滑模控制的原理 (7)2.2.1滑模变结构定义 (7)2.2.2滑动模态的存在性 (8)2.2.3滑模运动到达条件 (9)2.2.4滑模运动的趋近律 (10)2.2 滑模控制的优点 (10)第三章控制器的设计 (12)3.1汽车线性动力学模型 (12)3.1.1 汽车二自由度线性模型 (12)3.1.2车辆理想参考模型 (13)3.2AFS控制器设计 (14)3.3DYC控制器设计 (15)3.4 控制分配算法 (17)3.5 集成控制器设计 (18)第四章仿真结果与分析 (19)4.1 Matlab/Simulink仿真软件简介 (19)4.2 仿真结果分析 (19)第五章总结与展望 (25)5.1 全文总结 (25)5.2 研究展望 (25)参考文献 (27)致谢 (29)第一章绪论1.1研究意义与背景随着社会节拍的加快、交通条件的改善和车辆技术的不断进步，现代交通车辆的行驶速度得到了很大的提高。
但随之而来的风险也在逐步增加，有关研究机构对大量交通事故进行了统计分析后发现，与车速有关的交通事故的发生概率超过了80%。
在对这些交通事故发生的原因进行调查后，人们又发现车速在80km/h到100km/h之间行驶的汽车发生的交通事故，大约40%是与汽车侧向失稳有关。
汽车行驶速度越高，失稳引发的交通事件的比例越高，当车速超过160km/h 时，几乎每起交通事故都是因为侧向失稳而产生的[1]。
汽车的操纵稳定性是决定汽车高速行驶安全的关键性能，是以，如何提高车辆行驶操纵稳定性是当代车辆研究的主要课题。
随着电子技术的成熟，控制技术的进步，跟多的的电子控制单元被安装在汽车上。
以用来提高汽车的稳定性。
20世纪七八十年代，防抱死系统(ABS)开始被应用于汽车上，这种装置能让汽车的滑移率保持在0.1-0.2范围内，提升了轮胎与地面间的附着力，改良了车俩制动时的侧向稳定性。
而在20世纪九十年代，又有人提出了多种车辆稳定性理念[2]。
其中比较成功的是BOSCH公司的VDC概念，Benz公司的ESP概念，丰田公司的VSC概念。
直到上世纪九十年代末，通过对汽车控制理论的分析和进一步研究后，为了提高车辆的行驶安全性，许多汽车公司，例如奔驰和宝马，提出了诸如或类似前轮主动转向（Active Front Steering, AFS)和直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control, DYC)等直接对汽车的横摆运动进行控制的概念。
现阶段虽然前轮主动转向（AFS)和直接横摆力矩控制（DYC)方式都可以独自改善车辆的操纵稳定性，但是车辆在极限工况下行驶时，AFS和DYC会造成相互干预、相互影响的结果，从而导致它们的长处未能同时发挥作用，是以，为了进一步提升汽车的稳定性，可以根据汽车实际状况的不同对AFS和DYC进行分层控制以发挥各自的长处；同时，随着电动汽车技术的提高，AFS和DYC控制方法有了更加灵活、有效的实现平台，所以，联合电动汽车的优势，对AFS/DYC集成控制策略的研宄有利于进一步提升汽车的稳定性。
随着轮毂电机技术的进步，独立驱动/制动及主动悬架在单个轮毂电机车轮中被合为一体，如图1.1。
基于此，四轮独立驱动电动轮汽车能实现主动悬架的集成控制。
四轮独立驱动轮毂电机电动汽车相对于传统汽车具有更好的可控自由性和灵活性，是研究新一代汽车控制技术、探索汽车最优动力学性能的理想载体。
图 1.1 Protean 轮毂电机总成在稳定性控制方面，轮毂电机电动汽车相对于传统汽车具有以下一些优点：（1）四轮转矩可以被相互独立改变且更容易测量，相对于传统的动力传递系统其响应速度更快，对于汽车稳定性控制，特别是对于AFS和DYC联合控制的应用有更好的效果。
（2）传统汽车，就算是四轮驱动汽车对于各个车轮的纵向力只能按照几个固定的比值分配，而轮毂电机电动汽车因每个车轮都有独立的驱动装置，则可以实现对每个车轮的纵向力进行以任意数值的分配，这跟有利于AFS和DYC联合控制的实现。