基于模糊自整定PID算法的FSEC整车控制器研制

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电动汽车整车控制器(VCU,全称VehicleControlUnit)作为控制车内电子、电气的核心控制器,是整车控制系统的枢纽,也是整车驱动控制策略的载体,对提高驾驶性能、优化能量管理有着重要影响,同时车辆动力性、经济性和安全性等则完全需要依赖驱动防滑控制系统,已经成为电动车整车控制技术研究的主要方向之一。其控制方式在于当驱动轮发生过度滑转/滑移后,控制器能根据路面条件和当前车辆行驶状态,及时对输出扭矩进行控制,以防止侧滑甩尾,减小危险情况的发生。  本文首先根据所研究车辆的运动学特性,在Matlab/Simulink中建立反映真实路面条件下运行状态的动力学模型。主要包括:五自由度车辆模型、轮胎模型和驱动电机简化模型。  其次,进行驱动防滑控制策略的研究,并以驱动轮为对象,利用驱动防滑控制策略进行控制。同时建立路面识别器,实现对行驶路面状态的判断。又对后轮驱动纯电动赛车的驱动轮滑转率进行分析,进行PID控制与模糊控制器的设计。在此基础上将原模糊控制器和PID控制器结合成一种能够自整定PID参数的模糊控制器。并将设计好的控制器与驱动轮的运动模型进行联立并仿真。  根据功能需求设计控制器的功能框图,并进行软硬件设计。硬件部分包括:电源模块、CAN通信模块、信号采集模块、信息显示模块、无线模块等;软件部分则通过Keil软件并配合stm32cubemx环境利用C语言实现,在满足基本功能的基础上移植UCOSIII实时操作系统,减轻CPU资源的占用。搭建测试环境进行不同附着系数路面下的试验,根据记录的数据进行对比分析,验证了所设计的控制器和防滑控制策略在驱动轮发生滑转时的控制有效性,以便优化模型及控制策略。
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