基于ROS的新能源汽车底盘控制系统仿真与实验研究

电动汽车底盘分析与调校研究作者：于潇来源：《时代汽车》2021年第07期摘要：作为汽车的核心部分，电动汽车底盘直接影响整车表现，底盘系统的研发对汽车综合性能提升带来的影响极为深远，这使得近年来相关研究大量涌现。

基于此，本文以某电动汽车为例，针对性开展了整车动力学建模与仿真，依托工装车性能试验，深入探讨了底盘性能优化改进路径，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

关键词：电动汽车底盘调校1 引言作为复杂的多体耦合系统，汽车使用过程会同时受到风阻、路面激励、输入、驾驶员不确定性等因素影响，复杂多变的工况使得汽车整车动力学研究难度较高。

因此，本文围绕电动汽车底盘分析与调校开展的研究采用了ADAMS/Car，并针对性开展了整车操纵稳定性试验和悬架K&C特性试验，由此为优化设计提供了充足依据。

2 整车动力学建模与仿真2.1 建模过程为开展纯电动SUV的模型建设，采用ADAMS/Car搭建整车虚拟样机模型，随之开展柔化处理，即可针对性开展仿真处理。

具体建模过程中，需要输入的参数包括路面典型工况和激励、质量与转动惯量、阻尼和刚度等力学特性参数、硬点坐标等尺寸参数。

考虑到仿真结果和建模精度直接受到参数的准确性影响，基于采用麦弗逊独立悬架的研发车前后悬架，基于整车三维模型对建模参数开展细致测量，坐标原点为前轴中心点，并选择笛卡尔坐标系作为基准坐标系，同时应用了企业提供的相关信息。

其中，前/后轮距、轴距分别为1418mm、2410mm，整车的长、高、宽分别为3695mm、1570mm、1685mm，整备质量、半载质量、满载质量分别为1250kg、1475kg、1550kg，空载、半载、满载的质心高度分别为572mm、579.62mm、582.23mm。

前/后轮的主销内倾、主销后倾分别为11.56°、3.67°，转向轮内轮、外轮的最大偏转角分别为35.859°、32.546°。

汽车底盘系统的优化设计和仿真分析第一章汽车底盘系统的基础概念和作用汽车底盘系统是指汽车的车轮、悬架、制动和转向等部件，它是整车的重要组成部分。

汽车底盘系统不仅承受着整车的重量，还要承受着路面的颠簸和扭矩的转换等各种负荷，因此其优化设计非常重要。

汽车底盘系统的作用主要包括以下几个方面：1. 支撑整个车身，使汽车的整体结构具有强大的承受力和稳定性；2. 缓冲路面颠簸，减少汽车内部的震动和噪音，提高行驶的舒适性；3. 控制汽车的转向和制动，确保行驶的安全性和稳定性；4. 将驱动力从发动机传递到车轮上，使车辆能够行驶。

因此，优化设计和仿真分析汽车底盘系统对于提高汽车性能、提高行驶的安全性和舒适性等具有重要意义。

第二章汽车底盘系统的优化设计1. 车轮选型车轮的选型决定了车辆行驶的安全性和稳定性。

在选择车轮时需要考虑以下几个方面：（1）车轮尺寸和类型：不同车型的车轮尺寸和类型会影响到车轮的载重能力、滚动阻力和抓地力等性能。

（2）车轮材料：车轮材料的质量和密度会直接影响到车轮的耐久性和强度。

（3）车轮的结构设计：车轮的结构设计包括轮缘、轮辐和轮胎等部分的形状、材料和强度等参数，不同的设计会影响到车轮的承载能力和制动性能。

2. 悬架系统的设计悬架系统是汽车底盘系统中重要的组成部分，它支撑着整个车身，起到缓冲路面震动和保证行驶稳定性的作用。

在设计悬架系统时需要考虑以下几个因素：（1）弹簧和减震器的设计：弹簧和减震器的设计会影响到汽车在路面行驶时的稳定性和舒适性。

在选择弹簧和减震器时需要考虑到车辆的重量、车速和行驶路面条件等因素。

（2）悬架系统的结构设计：悬架系统的结构设计包括悬架的形式、材料和尺寸等参数，不同的设计会影响到悬架的强度和稳定性。

（3）悬架系统的调节性：一些高性能车型的悬架系统具有调节性能，可以根据车辆的行驶路况和驾驶员的习惯进行调节，从而提高行驶的稳定性和舒适性。

3. 制动系统的设计汽车制动系统的设计也是汽车底盘系统中重要的组成部分，它对汽车的行驶安全和稳定性具有重要影响。

新能源汽车底盘控制系统的研究与设计【引言】随着全球对环境保护意识的增强以及传统燃油汽车的限制，新能源汽车（NEV）作为替代能源汽车的重要选择，逐渐走入人们的视野。

新能源汽车的优点是减少碳排放、降低能源消耗以及轻便灵活。

底盘控制系统是新能源汽车的关键部件之一，它对车辆的悬挂、制动、转向等功能进行控制，为驾驶员提供稳定、舒适和安全的驾驶体验。

本文将研究新能源汽车底盘控制系统的设计和相关的研究。

【车辆悬挂系统的研究与设计】车辆悬挂系统是底盘控制系统中最重要的部分之一，它可以保证驾驶员在各种路况下的舒适性和稳定性。

研究和设计新能源汽车悬挂系统时，需要考虑到以下几个方面：1. 悬挂系统类型：目前，常见的悬挂系统包括独立悬挂、扭转梁悬挂、多连杆悬挂等。

根据车辆的实际需求和车型特点，选择合适的悬挂系统类型。

2. 悬挂系统参数：悬挂系统的参数对于车辆的舒适性和稳定性有着重要影响。

通过研究和测试，确定合适的悬挂系统参数，包括弹簧刚度、阻尼系数等，以提供舒适稳定的驾驶体验。

3. 悬挂系统控制：为了进一步提高悬挂系统的性能，可以考虑采用电子控制悬挂系统。

通过传感器感知车辆的姿态和路面信息，并根据算法进行实时控制，可以调节悬挂系统的硬度和行程，以适应不同路况下的驾驶需求。

【制动系统的研究与设计】制动系统是新能源汽车底盘控制系统中起到关键作用的部分之一。

研究和设计新能源汽车的制动系统时，需要考虑以下几个方面：1. 制动系统类型：常见的制动系统包括盘式制动系统和鼓式制动系统。

通过研究和测试，选择适合的制动系统类型，以保证制动性能的稳定性和可靠性。

2. 制动系统参数：制动系统的参数对于制动力和制动性能有着重要影响。

例如，刹车盘直径、制动片材料和数量等参数需要根据车辆的要求和设计原则进行确定。

3. 制动系统控制：为了进一步提高制动系统的性能和安全性，可以引入电子控制制动系统。

通过传感器感知车辆状态和驾驶员的操作，并根据算法进行实时控制，以提供更精确、可靠的制动力，并防止制动系统失效。

基于ROS的新能源汽车底盘控制系统仿真与实验研究新能源汽车是未来汽车行业的发展方向之一，其以清洁、高效、环保等特点受到了广泛关注。

而底盘控制系统作为新能源汽车重要的组成部分之一，对整车的性能起着至关重要的作用。

本文通过基于ROS的仿真与实验研究，探讨了新能源汽车底盘控制系统的优化设计与性能评估。

第一部分，介绍了新能源汽车底盘控制系统的研究背景及意义。

随着环境保护意识的增强和能源危机的日益严重，新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品，受到了相关部门及社会的大力支持。

底盘控制系统作为新能源汽车的“大脑”，其设计性能直接关系到整车的安全性、舒适性和稳定性。

第二部分，详细介绍了基于ROS的新能源汽车底盘控制系统的仿真设计。

ROS（Robot Operating System）是一个开源的机器人操作系统，可以为底盘控制系统提供强大的仿真环境。

本文利用ROS搭建了新能源汽车底盘控制系统的仿真平台，包括传感器数据采集、控制算法设计、运动规划等功能模块。

第三部分，通过仿真实验验证了新能源汽车底盘控制系统的性能。

在仿真环境下，通过对底盘控制系统的PID参数调整、路径规划算法优化等方式，实现了对新能源汽车底盘的精确控制。

仿真结果表明，基于ROS的底盘控制系统能够有效提高新能源汽车的操控性能和稳定性。

第四部分，结合实验研究，分析了新能源汽车底盘控制系统的优化策略。

通过实车实验和基于ROS的仿真实验的对比分析，得出了一些底盘控制系统优化的启示，包括传感器选择、控制算法优化、系统稳定性等方面的改进建议。

最后，总结了本文的研究成果，并展望了未来新能源汽车底盘控制系统的发展方向。

通过基于ROS的仿真与实验研究，本文为新能源汽车底盘控制系统的设计和优化提供了一定的参考价值，有助于推动新能源汽车技术的进一步发展和应用。

新能源汽车底盘控制系统设计与仿真随着环保理念的深入人心以及国家新能源汽车推广计划的实施，新能源汽车已经成为了未来汽车产业的重要发展方向。

其中，新能源汽车底盘控制系统的设计与仿真对于保障车辆的安全、稳定和性能至关重要。

本文将对新能源汽车底盘控制系统设计与仿真进行探讨。

一、底盘控制系统的功能和组成新能源汽车底盘控制系统是指一套控制车辆姿态、行驶方向和行进速度等多个方面的控制系统，主要由电动驱动系统、转向系统、制动系统、悬架系统和轮胎组成。

其中，电动驱动系统通过控制电动发动机的输出，实现对车辆的加速、减速和停车控制。

转向系统则通过控制车轮的转向力，实现车辆的转向动作。

制动系统主要通过对车轮的制动力进行控制，实现车辆的刹车控制。

悬架系统则主要通过对车轮的弹性变形的控制来实现车辆在路面行驶时的稳定性和舒适性。

轮胎则作为车辆与路面间的唯一接触面，对车辆的行驶稳定性和性能有着重要的影响。

二、新能源汽车底盘控制系统的设计要求1.稳定性要求：新能源汽车底盘控制系统必须具备较高的稳定性，确保车辆在行驶过程中不出现侧滑、打滑等现象，保障车辆行驶的安全性。

2.动力性要求：新能源汽车底盘控制系统必须满足车辆在不同路况和不同速度下的加速、减速和爬坡等需求，保障车辆行驶的稳定性和舒适性。

3.可靠性要求：新能源汽车底盘控制系统必须具有较高的可靠性，确保在极端情况下车辆仍能够正常行驶，保障车辆驾驶者和乘客的安全。

4.节能环保要求：新能源汽车底盘控制系统必须满足节能环保的要求，实现车辆的低能耗和低排放，保障车辆对于环境的友好性。

三、新能源汽车底盘控制系统的仿真设计方法1. Matlab/Simulink仿真方法：使用Matlab/Simulink软件设计仿真模型，可以模拟车辆在不同路况下的运动状态，探究不同底盘控制系统参数的影响，从而进行底盘控制系统的优化设计。

2. AMESim仿真方法：AMESim仿真是一种基于物理原理的仿真方法，可以建立车辆底盘系统的物理模型，对试验数据进行模拟和预测，优化底盘控制系统的结构和参数。

基于ROS的全向轮自主移动底盘平台研制目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 研究目标与任务 (4)1.3 文档组织结构 (6)2. 基础知识回顾 (7)2.1 ROS环境搭建 (8)2.2 全向轮底盘技术 (9)2.3 自主移动底盘分类 (11)3. 研究平台设计 (12)3.1 机械设计 (13)3.1.1 底盘结构 (14)3.1.2 动力系统设计 (15)3.1.3 传感器布置 (16)3.2 电气系统设计 (17)3.2.1 电源设计 (19)3.2.2 电机与驱动系统 (19)3.2.3 控制电路设计 (21)3.3 ROS集成与控制策略 (21)3.3.1 ROS架构介绍 (23)3.3.2 控制节点设计 (24)3.3.3 路径规划与控制 (26)4. 实验验证 (26)4.1 实验环境与设备 (28)4.2 功能验证实验 (29)4.3 性能测试与评估 (31)5. 结果分析与讨论 (32)5.1 实验数据分析 (33)5.2 技术改进建议 (34)5.3 未来研究方向 (35)1. 内容概览强调采用框架的必要性及其在自动化、模块化和标准化的机器人开发过程中的优势。

详细列出所需实现的技术指标，例如轮组配置类型、移动自由的度数、负载能力、通讯协议标准等。

提及预期成果，例如可扩展的模型库、开发文档和标准化的技术沟通渠道。

描述从需求分析到解决方案的详细流程，包括市场调研、技术评估、设计方案、原型开发、功能验证等步骤。

介绍预期采用的关键技术和工具，例如集成工具、编程语言、导航算法、路径规划等。

阐述移动底盘平台中各组成部分的功能与设计思路，包括全向轮配置、底盘结构、驱动电机、控制系统、传动系统等。

分析系统架构，包括感知模块、控制系统、数据通信模块和用户交互接口的设计方案。

指出在现行人车技术基础上本项目的创新之处，例如智能化程度提高、新的节能技术、变速控制机制等。

讨论可能的突破性技术，如新型高密度轮组结构、用户定制化接口设计等。

新能源汽车底盘控制系统的研发及实践随着全球环保意识的不断提高，市场对新能源汽车的需求不断增加。

新能源汽车作为一种低碳环保的出行方式，受到了越来越多人的青睐。

但是，新能源汽车的生产过程中面临着许多技术难题，其中底盘控制系统的研发是新能源汽车产业中的重要一环。

一、新能源汽车底盘控制系统的概念底盘控制系统是整车的重要组成部分，它主要负责管理整车的传动系统、悬挂系统、制动系统等，保证整车的行驶稳定性和安全性。

新能源汽车底盘控制系统在传统汽车的基础上，增加了电动部分的控制，使得整车更加智能化和高效化。

底盘控制系统是整个新能源汽车产业的关键。

二、新能源汽车底盘控制系统的研发过程1. 确定技术方向新能源汽车底盘控制系统的研发需要从技术方向上进行定位。

一般情况下，厂家会首先定义系统的整体设计，并根据市场需求和技术难点对其进行优化和完善。

2. 软件开发在系统整体设计完成后，就需要利用软件对系统进行开发。

软件开发阶段必须考虑到完整性、合理性、稳定性等多种因素，同时还需要统一控制系统、硬件组成系统、数据获取和处理等多个方面。

3. 硬件设计与制造硬件系统是新能源汽车底盘控制系统的核心组成部分，包括传感器、电机驱动控制器、高压电容器、电机等多个部分。

硬件系统的研发需要充分考虑到系统互通性、工作温度、质量可靠性等因素。

4. 整车测试新能源汽车底盘控制系统的研发完成后，就需要进行整车测试。

测试的主要内容包括系统的稳定性、行驶性能、电池能量管理等。

通过测试，确保系统工作的稳定性和可靠性。

三、新能源汽车底盘控制系统的实践应用新能源汽车底盘控制系统的实践应用可以分为两个方面：电动汽车的底盘控制系统应用和混合动力汽车的底盘控制系统应用。

1.电动汽车电动汽车的底盘控制系统需要实现电池管理、电机控制、传动控制、制动系统等多个方面的控制。

近年来，国内外厂家都在不断的向电动汽车底盘控制系统进行投入研发。

2. 混合动力汽车混合动力汽车是兼具传统汽油车和新能源汽车优势的一种车型。