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基于多智能体分布式电动汽车制动滑移率控制研究

张晓芳  
【摘要】:随着社会科技进步和人们对环境问题的重视,新能源电动汽车以零污染排放、低能耗等特点发展迅速。汽车行业的大力发展也使得行驶安全问题更值得人们关注,而制动稳定性是汽车安全行驶问题的重要一部分。本文以四轮轮毂电机电动汽车为研究对象,针对电动汽车制动行驶情况下,滑移率的控制是一个非线性、时变的复杂系统,对车辆的制动滑移率控制展开研究。本文首先对车辆制动防滑工作原理进行分析,建立基础的制动动力学模型,提出基于标准路面?-?曲线设定模糊规则,建立模糊路面识别器,实时获取路面的最优滑移率。针对四轮制动滑移率的控制问题,提出两种控制方法:第一种是基于普通滑模的多智能体控制算法,首先建立单个车轮的滑模控制器,并根据电动汽车连接结构和内部工作通讯原理,引入一个虚拟领导者智能体获得路面最优滑移率,得出四个车轮和虚拟领导者组成的拓扑结构,将多智能体与普通滑模控制算法相结合设计新的控制率,并证明系统的李雅普诺夫稳定性;第二种方法是基于非奇异终端滑模的多智能体控制算法,考虑车辆制动过程中的载荷转移现象,重新对车辆系统建模,考虑外界干扰和测量误差等因素,设计非奇异终端滑模的多智能体控制算法,并对滑模面的设计参数选择遗传算法进行优化,提高控制策略的可靠性。最后搭建CarSim-Matlab/Simulink电动汽车制动滑移率控制联合仿真平台,选择车辆在标准均匀路面和干水泥路面两种路面工况进行仿真实验。结果证明本文提出的算法都能达到很好的控制效果,满足车辆制动的稳定性需求,有效地抑制车轮抱死情况的发生,提高系统的鲁棒性。其中,基于遗传算法优化的非奇异终端滑模多智能体算法控制效果更好些,使车辆的制动时间和制动距离更短。


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