分布式驅(qū)動電動車直接橫擺力矩控制研究.pdf

1、近些年來，迫于能源和環(huán)保的雙重壓力，汽車的節(jié)能和環(huán)保性能逐步受到重視，電動汽車自然成為目前研究的焦點，而分布式驅(qū)動電動汽車由于其獨特的結(jié)構(gòu)特點和性能優(yōu)勢受到了各國研究學(xué)者的重視，同時近年發(fā)展起來的主動安全控制成為這一方向的研究熱點。分布式驅(qū)動電動車輛取消了內(nèi)燃機、動力傳動系統(tǒng)，取而代之的是電池和內(nèi)嵌在車輪中的輪轂電機，使得其具備體積小、比功率大、傳動效率高等優(yōu)勢。同時實現(xiàn)了各個車輪驅(qū)/制動力獨立可控，使得分布式驅(qū)動電動車與傳統(tǒng)車的行駛過

2、程中穩(wěn)定性控制必然有所不同，所以對分布式驅(qū)動電動車行駛過程中的穩(wěn)定性控制問題進(jìn)行研究很有必要。本文基于分布式驅(qū)動電動車的特點對其橫擺穩(wěn)定性控制問題進(jìn)行研究。
　　針對目前整車仿真模型比較簡單的缺陷，選取基于參數(shù)化建模的Carsim仿真軟件搭建整車動力學(xué)仿真模型。通過驅(qū)動系統(tǒng)配置提供分布式驅(qū)動接口，同時由于Carsim不提供電機模型，因此在Matlab/Simulink中搭建了直流無刷電機模型，將Carsim模型和Simulink模

3、型相結(jié)合，構(gòu)成能夠?qū)崿F(xiàn)分布式驅(qū)動電動車仿真研究的整車模型。
　　針對實時車輛狀態(tài)反饋的要求，開發(fā)了基于擴(kuò)展Kalman濾波的車輛狀態(tài)觀測器，對車輛的關(guān)鍵動力學(xué)參數(shù)：縱向車速、橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行實時估計。將建立的仿真模型在雙移線工況和蛇形工況下進(jìn)行仿真試驗。仿真結(jié)果表明，基于擴(kuò)展 Kalman濾波的車輛狀態(tài)觀測器能夠很好的跟蹤車輛狀態(tài)，在變車速的工況下仍能取得比較好的觀測效果。
　　從橫擺穩(wěn)定性控制的根源和體現(xiàn)入手，分

4、析了輪胎對車輛穩(wěn)定性的影響，指出了橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角與車輛行駛穩(wěn)定性的關(guān)系。選擇車輛的橫擺角速度作為控制目標(biāo)，采用前饋加反饋控制的方法實現(xiàn)橫擺角速度跟隨期望值，計算出需求的橫擺力矩。仿真結(jié)果表明，附加的橫擺力矩能夠?qū)崿F(xiàn)橫擺角速度的跟蹤，達(dá)到了車輛的穩(wěn)定性控制的目的。
　　針對分布式驅(qū)動電動車執(zhí)行器的冗余控制問題，開發(fā)了直接橫擺力矩優(yōu)化分配算法。采用輪胎路面附著利用率綜合最小作為優(yōu)化目標(biāo)，在多個邊界條件的約束下，同時考慮各輪權(quán)重