指導教授：李綱臺灣大學：機械工程學研究所張旭沅Chang, Hsu-YuanHsu-YuanChang2014-11-292018-06-282014-11-292018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263196本論文提出了以模型預測控制器(Model predictive controller)設計之車輛動態控制系統，並以保持車輛動態穩定為目的進行輪胎力之分配。於控制器設計中，分為上下層控制器，上層控制器為模型預測控制器設計之車輛安全穩定控制系統，在此系統之決定各輪之力分配，下層控制器接受此輪胎力分配命令，並依此命令對馬達系統或液壓系統進行控制，同時也監控並穩定輪胎狀態。以直接力矩控制演算法則當作比較對象，進行車輛之動態模擬，以檢驗此車輛安全穩定控制器之性能。同時在模擬中使用本論文開發之車輛安全穩定控制器，進行不同驅動配置之電動車進行車輛動態響應之綜合比較。最後以硬體迴圈模擬實驗驗證實現此控制器之可行性。In this research, a model predictive control-based vehicle safety and stability control algorithm is proposed to stabilize vehicle through tire force distribution. The hierarchical control architecture including upper and lower controller is employed. In the upper controller, the driver’s intention and vehicle states are obtained. And the model predictive control theorem is utilized. The MPC-based controller determines the tire force distribution. The lower controller fulfills the desired forces for each wheel by coordinating motor output torque or frictional braking torque with preventing wheels from slip/locking. The performance of the MPC-based safety and stability controller is compared with the performance of the direct yaw moment controller. And the comparison among different types of powertrain configuration is made. Finally, the hardware-in-the-loop simulation (HiLS) is conducted to evaluate the performance of the proposed MPC-based vehicle safety and stability controller.摘要 I Abstract II 圖目錄 V 表目錄 XI 符號對照表 XII 第1章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 本論文貢獻 7 第2章 系統模型建立 9 2.1 車輛運動模型 9 2.1.1 車輛運動方程式 9 2.1.2 車輛縱向模型 11 2.1.3 車輛側向動態方程式 12 2.1.4 輪胎模型 16 2.2 電動馬達系統 18 2.2.1 感應馬達模型 19 2.2.2 永磁同步馬達模型 23 2.3 液壓煞車系統 24 第3章 車輛控制系統設計 27 3.1 滑差控制器 28 3.1.1 防煞車鎖死控制系統設計 28 3.1.2 循跡控制系統設計 30 3.1.3 穩定性分析 31 3.2 直接力矩控制器 31 3.2.1 直接力矩控制器設計 32 3.2.2 輪胎力分配策略 34 3.3 模型預測控制器 35 3.3.1 模型預測控制器運作原則 36 3.3.2 模型預測控制器之設計 37 3.4 雙層式系統架構 42 第4章 模擬結果分析與討論 44 4.1 車體模型建立 44 4.2 控制器成效與分析 46 4.3 本章整理與結論 70 第5章 不同驅動系統配置對於車輛動態特性之影響與討論 71 5.1 前置驅動電動車與複式電力推進電動車 71 5.2 複合動力、四輪獨立驅動及前後獨立驅動電動車 99 第6章 硬體迴圈模擬實驗結果與討論 121 6.1 實驗設備及實驗設定 122 6.1.1 硬體介紹 122 6.1.2 軟體介紹 123 6.1.3 T-N map 轉換 124 6.2 硬體迴圈模擬實驗結果 125 6.3 車輛安全穩定控制器之強健性測試模擬實驗 145 6.4 本章討論與結論 154 第7章 結論與未來工作建議 156 7.1 結論 156 7.2 未來工作建議 158 參考文獻 159 附錄 1635720627 bytesapplication/pdf論文公開時間：2019/02/26論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)模型預測控制複式電力推進電動車安全穩定控制thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263196/1/ntu-103-R00522805-1.pdf