面向轉(zhuǎn)向特性改善的四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車扭矩分配控制研究.pdf

1、能源危機(jī)和環(huán)境污染作為當(dāng)今世界面臨的兩大難題，嚴(yán)重制約著人類社會(huì)的持續(xù)高速發(fā)展。針對(duì)交通運(yùn)輸領(lǐng)域，我國政府在《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃》及《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，電動(dòng)車輛將是未來國際車輛節(jié)能減排的最佳選擇，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
　　電動(dòng)汽車四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)從控制角度看屬于過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)諸如車道保持、倒車輔助、自動(dòng)駐車等駕駛輔助功能，還能實(shí)現(xiàn)防抱死控制、牽引力控制和車身穩(wěn)定控制等主動(dòng)安全控制，從而最

2、大限度提高車輛的操縱穩(wěn)定性。本文研究對(duì)象為四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，以改善車輛動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為目標(biāo)來開展多執(zhí)行器扭矩分配控制研究，提出了一種新穎的過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)扭矩分配控制策略。
　　首先，使用MATLAB/Simulink軟件建立整車十四自由度數(shù)學(xué)模型。在典型工況下，基于車輛動(dòng)力學(xué)專業(yè)軟件CarSim提供的高精度車輛模型驗(yàn)證該數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，為后續(xù)控制策略開發(fā)與驗(yàn)證提供模型基礎(chǔ)。
　　接著為本文扭矩分配控制系統(tǒng)開發(fā)了車輛行駛狀態(tài)觀測器

3、，包括汽車質(zhì)心側(cè)偏角、車速、實(shí)時(shí)輪胎力和路面附著系數(shù)等重要參數(shù)，并基于CarSim-Simulink聯(lián)合仿真平臺(tái)驗(yàn)證了觀測器的有效性。
　　然后采用分層控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)面向轉(zhuǎn)向特性改善的扭矩分配控制策略。其中，上層橫擺運(yùn)動(dòng)控制器以二自由度車輛模型輸出的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為聯(lián)合控制目標(biāo)，采用滑?？刂品椒ǖ玫狡谕麢M擺力矩值。下層扭矩分配控制器將該期望值作為控制目標(biāo)，以電機(jī)的扭矩作為輸入量，提出了一種充分考慮輪胎特性的縱向力分配機(jī)制。

4、通過與現(xiàn)有扭矩分配算法進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，說明了本文方法的有效性和優(yōu)越性。
　　為了確保上述控制系統(tǒng)完整性，本文還針對(duì)電機(jī)執(zhí)行層提出了一種底層車輪防滑控制策略。該方法基于車身數(shù)據(jù)融合計(jì)算四輪參考加速度，并從抑制車輪加速度角度著手進(jìn)行車輪防滑。通過仿真驗(yàn)證了參考加速度的可靠性以及該防滑方法的有效性。
　　最后，對(duì)本文提出的面向轉(zhuǎn)向特性改善的扭矩分配控制策略進(jìn)行半物理仿真實(shí)驗(yàn)。以相同工況下的仿真結(jié)果作為參考，深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。客