基于橫擺力矩和變滑轉(zhuǎn)率聯(lián)合控制的電子差速控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源危機的不斷加深和環(huán)境污染的日益嚴重，傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的發(fā)展受到了越來越大的阻力，人們開始紛紛把目光投向新能源汽車--電動汽車的開發(fā)。其中，基于輪邊驅(qū)動的電動汽車由于其結(jié)構(gòu)布置簡單，傳動效率高，并且各驅(qū)動輪都能獨立控制，在提高整車操縱穩(wěn)定性和安全性方面存在較大的潛力而備受關(guān)注。然而，輪邊驅(qū)動電動汽車在具備更多控制自由度的同時，也產(chǎn)生了各驅(qū)動輪之間協(xié)調(diào)控制的問題，即通常所說的電子差速問題。
　　 為了解決上述問題，首先建立了包

2、含縱向、側(cè)向、橫擺、側(cè)傾及車輪轉(zhuǎn)動的八自由度整車模型，以及基于“魔術(shù)公式”適用于縱滑和側(cè)偏聯(lián)合工況的非線性輪胎模型，作為電子差速控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺。其次，設(shè)計了車輛關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)估算及路面特征參數(shù)辨識模塊，首次了提出基于二次函數(shù)擬合法和線性插值法相結(jié)合的路面特征參數(shù)辨識方法，對提高車輛在各種路面上的適應(yīng)性起到了很大的作用。然后，針對目前僅僅單純依靠驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩控制實現(xiàn)電子差速所存在的不足，結(jié)合當(dāng)今車輛主動安全控制技術(shù)和集成控制技術(shù)的發(fā)

3、展趨勢，開發(fā)了基于橫擺力矩和變滑轉(zhuǎn)率聯(lián)合控制的電子差速控制系統(tǒng)，其主要由三大功能模塊組成：(1)橫擺運動控制模塊，該模塊通過監(jiān)測車輛橫擺角速度與理想值的偏差，利用魯棒性較好的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法對車輛所要施加的橫擺控制力矩進行計算，從而從整車層面上對車輛的行駛姿態(tài)進行控制；(2)差動驅(qū)動控制模塊，該模塊根據(jù)總的驅(qū)動力矩輸出及需要對車輛施加的橫擺控制力矩，同時考慮驅(qū)動輪的物理限制，對左右驅(qū)動輪輸出力矩進行合理分配，實現(xiàn)差動驅(qū)動；(3)變滑轉(zhuǎn)

4、率控制模塊，該模塊在路面條件無法滿足總的驅(qū)動力矩輸出需求時，通過對驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率的控制來實現(xiàn)對總的驅(qū)動力矩輸出的控制，保證驅(qū)動輪工作在穩(wěn)定區(qū)域，同時，采用變滑轉(zhuǎn)率的控制方式取代傳統(tǒng)的將滑轉(zhuǎn)率控制在最佳滑轉(zhuǎn)率處的定滑轉(zhuǎn)率控制方式，從而提高了驅(qū)動輪在極限工況下的側(cè)向穩(wěn)定性，進一步改善了車輛的操縱穩(wěn)定性。
　　 為了驗證設(shè)計開發(fā)的電子差速控制系統(tǒng)的有效性，在Matlab/Simulink軟件中建立了包括整車、輪胎、參數(shù)估算辨識及電子差速