輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性集成控制方法研究.pdf

1、迫于能源短缺與環(huán)境惡化的壓力，電動(dòng)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而基于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式和性能特點(diǎn)，被認(rèn)為是研究車輛最優(yōu)動(dòng)力學(xué)性能的理想載體。如何利用其優(yōu)勢(shì)和潛力，結(jié)合橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)提升車輛的主動(dòng)安全性正成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文從提高車輛橫擺穩(wěn)定性角度出發(fā)，以帶有主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車為對(duì)象，針對(duì)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩的集成控制策略與轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
　　首先，采取

2、模塊化建模的思想建立了滿足課題所需的包含車身縱向、側(cè)向和橫擺運(yùn)動(dòng)，以及四個(gè)車輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的七自由度非線性車輛動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)模型的精度和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，為后文的橫擺穩(wěn)定性集成控制方法的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，采用分層控制結(jié)構(gòu)形式，對(duì)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩的集成控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。上層控制器以橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制變量，選用線性二自由度車輛模型作為參考模型，基于模型預(yù)測(cè)控制理論計(jì)算跟蹤車輛期望狀態(tài)保證車輛穩(wěn)定性控制所需

3、的附加橫擺力矩和附加前輪轉(zhuǎn)角；下層控制器將得到的附加前輪轉(zhuǎn)角直接作用于主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，在考慮執(zhí)行器約束和輪胎力耦合問(wèn)題的條件下，采用三種控制分配算法進(jìn)行了轉(zhuǎn)矩分配，同時(shí)分別對(duì)有無(wú)液壓制動(dòng)系統(tǒng)參與補(bǔ)償情況進(jìn)行了分析與討論。
　　最后，為了驗(yàn)證集成控制系統(tǒng)的有效性和實(shí)時(shí)性，分別基于離線仿真平臺(tái)和實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)選取典型工況進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文提出的橫擺穩(wěn)定性集成控制方法具有良好的控制效果，能夠有效地提高車輛的橫擺穩(wěn)定性。