輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車牽引力控制方法研究.pdf

1、輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)方式的變化，使傳統(tǒng)燃油汽車的車輛穩(wěn)定性控制和牽引力控制方式發(fā)生變革，也帶來(lái)更多的控制挑戰(zhàn)性問(wèn)題。本文的研究在這一背景下開展，具有一定的理論與實(shí)際意義。
　　首先，本文根據(jù)傳統(tǒng)燃油車牽引力控制問(wèn)題和方法，對(duì)輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的牽引力控制問(wèn)題進(jìn)行了分析，給出了牽引力控制策略概要設(shè)計(jì)，并給出了牽引力控制中期望滑移率的確定方法。
　　其次，本文根據(jù)滑移率的定義、車輪和車身動(dòng)力學(xué)方程，建立了關(guān)聯(lián)車輪速度、加

2、速度以及各個(gè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩和滑移率的動(dòng)力學(xué)模型，滿足出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)車輪滑移時(shí)的牽引力控制需求，且模型中的參數(shù)變量可通過(guò)計(jì)算或測(cè)量獲得。根據(jù)建立的模型，將具有動(dòng)力學(xué)耦合的四個(gè)車輪滑移率的控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化成每個(gè)車輪滑移率的獨(dú)立控制問(wèn)題，并基于Hinf控制器設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)擾動(dòng)抑制的LPV控制器，使系統(tǒng)較好的魯棒性能。為檢驗(yàn)滑移率控制器的性能，本文基于高精度車輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件，給出了車輛在對(duì)開路面、對(duì)接路面以及低附著系數(shù)路面等多種路況中起車和行駛過(guò)程的

3、仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明，本文給出的路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法能夠有效抑制車輪滑轉(zhuǎn)。
　　前面給出的路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法，其本質(zhì)是通過(guò)調(diào)整車身加速度實(shí)現(xiàn)滑移率控制的目標(biāo)。由于車身慣量較大，會(huì)出現(xiàn)滑移率過(guò)大以及波動(dòng)的現(xiàn)象。為了進(jìn)一步解決上述問(wèn)題，本文接下來(lái)在路面附著系數(shù)已知的條件下，通過(guò)引入 Dugoff輪胎力模型，且將 Dugoff輪胎力模型中非線性項(xiàng)作為變化參數(shù)處理，獲得一種新的滑移率LPV（Linear Par

4、ameter Variable）模型。通過(guò)分析確定了變化參數(shù)的頂點(diǎn)，采用2自由度LPV控制器設(shè)計(jì)方法給出了一種已知路面附著系數(shù)的滑移率控制方法。多種工況的仿真結(jié)果表明，相對(duì)于路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法，路面附著系數(shù)已知的滑移率控制方法可更有效地抑制車輪滑轉(zhuǎn)。
　　不同于直行工況，車輛在轉(zhuǎn)向行駛過(guò)程中橫擺率和側(cè)偏角有可能會(huì)超出穩(wěn)定范圍，本文最后通過(guò)滑移率規(guī)劃研究了轉(zhuǎn)向過(guò)程中的牽引力控制問(wèn)題。考慮到車輪可能處于低附著系數(shù)路面的實(shí)

5、際情況，本文改進(jìn)了大多數(shù)研究中采用的基于自行車模型的建模方法，使每個(gè)車輪的縱向和側(cè)向力均能在模型中反映，給出了一種表征每個(gè)車輪滑移率與橫擺率及側(cè)偏角關(guān)聯(lián)的動(dòng)力學(xué)模型。車輛在低附著系數(shù)路面大轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，可能導(dǎo)致橫擺率及側(cè)偏角超出極限值，使車輛失控。為了限制橫擺率及側(cè)偏角，本文根據(jù)建立的反映橫擺率及側(cè)偏角動(dòng)態(tài)特性的動(dòng)力學(xué)模型以及約束條件，研究了一種基于模型預(yù)測(cè)控制方法的期望滑移率規(guī)劃方法，并結(jié)合本文提出的未知路面附著系數(shù)的滑移率控制方法進(jìn)行