輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制方法研究.pdf

1、電動(dòng)汽車(chē)由于能量利用效率高、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)發(fā)展迅速,被認(rèn)為是未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的必然趨勢(shì)。輪邊電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛是根據(jù)電動(dòng)車(chē)本身特點(diǎn)研究的分布式設(shè)計(jì)電動(dòng)車(chē),由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)集中在車(chē)輪輪邊組成輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),通過(guò)線控信號(hào)直接實(shí)現(xiàn)操控功能。由于分布式的動(dòng)力系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)有所不同,汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪的協(xié)調(diào)關(guān)系無(wú)法直接實(shí)現(xiàn),大多數(shù)針對(duì)傳統(tǒng)車(chē)輛研究的轉(zhuǎn)向控制也不適用,所以應(yīng)用于輪邊電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向控制方法具有一定的意義和研究?jī)r(jià)值。

2、r>　　本文針對(duì)輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制研究,首先在對(duì)輪邊電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析提出了輪邊電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型和車(chē)輛、車(chē)輪模型。根據(jù)線控轉(zhuǎn)向原理對(duì)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型作出簡(jiǎn)化,基于Ackermann-Jeantand理想轉(zhuǎn)向模型的分析,根據(jù)車(chē)輛平穩(wěn)轉(zhuǎn)向過(guò)程兩側(cè)主動(dòng)車(chē)輪瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心應(yīng)重合在一點(diǎn)的幾何關(guān)系,提出了轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的約束方程,對(duì)應(yīng)于本文的兩個(gè)控制目標(biāo)——轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)控制和電子差速控制。
　　兩輪

3、轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)控制是一類(lèi)多對(duì)象協(xié)調(diào)控制問(wèn)題,考慮到兩輪轉(zhuǎn)向過(guò)程中增加車(chē)輪之間的互相影響,提出以?xún)奢喼g的輪廓誤差為控制目標(biāo),基于交叉耦合策略來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)控制器。首先應(yīng)該設(shè)計(jì)低層控制器使單輪能夠達(dá)到期望的指令轉(zhuǎn)角位置,本文采用PD控制方法,對(duì)單輪轉(zhuǎn)動(dòng)的非線性干擾項(xiàng)回正力矩采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法補(bǔ)償,最后得到了較好的跟蹤效果。高層的輪間交叉耦合控制器則在輪廓誤差模型的基礎(chǔ)上結(jié)合PID中間控制器,從而實(shí)現(xiàn)兩輪的協(xié)調(diào)關(guān)系。基于車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件ve

4、DYNA的仿真研究得出,在多種工況場(chǎng)合并且車(chē)速不過(guò)高、轉(zhuǎn)向動(dòng)作不極限劇烈的情況下,該控制器都起到了很好的作用效果。
　　兩輪轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)地轉(zhuǎn)動(dòng)到指令位置的同時(shí),為了平穩(wěn)轉(zhuǎn)向,內(nèi)外側(cè)車(chē)輪應(yīng)具有不同的轉(zhuǎn)速,但單純考慮控制轉(zhuǎn)速忽略路況等影響會(huì)使得汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)側(cè)滑失穩(wěn)等現(xiàn)象。本文根據(jù)差速器原理,根據(jù)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及路況信息規(guī)劃出兩側(cè)車(chē)輪的滑移率之間的約束關(guān)系,基于滑模變結(jié)構(gòu)方法設(shè)計(jì)了適用性更強(qiáng)的電子差速控制器。通過(guò)在veDYNA環(huán)境中改造的