輪轂電機驅動電動汽車橫擺穩(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，電動汽車是汽車產業(yè)發(fā)展的必然趨勢。而基于輪轂電機驅動的電動汽車由于其獨特的結構形式和性能特點，被認為是研究車輛最優(yōu)動力學性能的理想載體。如何利用其優(yōu)勢和潛力，結合橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)提升車輛的主動安全性正成為當前的研究熱點。本文從提高車輛橫擺穩(wěn)定性角度出發(fā)，以帶有主動前輪轉向系統(tǒng)的四輪輪轂電機驅動電動汽車為對象，針對主動前輪轉向和直接橫擺力矩的集成控制策略與轉矩分配問題進行了相應的研究。
　　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、側向和橫擺運動，以及四個車輪回轉運動的七自由度非線性車輛動力學模型，并對模型的精度和有效性進行了驗證，為后文的橫擺穩(wěn)定性集成控制方法的研究奠定了基礎。
　　然后，采用分層控制結構形式，對主動前輪轉向和直接橫擺力矩的集成控制系統(tǒng)進行了研究。上層控制器以橫擺角速度和質心側偏角為控制變量，選用線性二自由度車輛模型作為參考模型，基于模型預測控制理論計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角；下層控制器將得到的附加前輪轉角直接作用于主動前輪轉向執(zhí)行器，在考慮執(zhí)行器約束和輪胎力耦合問題的條件下，采用三種控制分配算法進行了轉矩分配，同時分別對有無液壓制動系統(tǒng)參與補償情況進行了分析與討論。
　　最后，為了驗證集成控制系統(tǒng)的有效性和實時性，分別基于離線仿真平臺和實時仿真平臺選取典型工況進行了仿真實驗驗證。結果表明，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。