分布式驱动电动汽车横摆—侧倾稳定性控制研究

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本文基于分布式驱动电动汽车动力传递效率高、各车轮转矩独立可控的特点,重点展开关于横摆-侧倾稳定性的控制策略的研究,提高车辆横向和侧向稳定性。本文主要研究内容如下:首先对车辆运动过程中的车辆动力学和车轮动力学进行分析,考虑在闭环控制系统中驾驶员对方向盘的操纵特性,搭建轨迹预瞄驾驶员模型,为后续控制策略提供了验证平台。横摆-侧倾稳定性控制策略采用分层控制架构由三部分组成:(1)参数识别模块:测量过程在实际中受到位置和成本的限制,提出运用无迹卡尔曼滤波对侧倾-横摆稳定性影响关键参数进行估计;(2)控制模块:包括稳定性判断、横摆力矩决策、理想状态参数计算等。在危险工况下,车辆根据当前运行状态计算车辆所需调整横摆力矩和驱动力矩;(3)执行模块:将维持车辆稳定所需的附加横摆力矩以驱动/制动力矩分配四个车轮。利用MATLAB/Simulink建立状态估计模型以及横摆-侧倾稳定性控制策略模型,并与Carsim中车辆模型进行联合仿真,验证稳定性控制策略。文中将横摆侧倾联合控制策略分为无控制模式、单纯横摆控制模式、单侧倾控制模式、横摆-侧倾控制模式(两种失稳情况同时发生,优先对侧倾状态进行控制),分别在低附着系数与高附着系数路面下的双移线工况以及鱼钩工况进行仿真,对仿真实验结果分析可知:该控制方法在危险工况下能够很好的保证车辆横摆稳定性,通过转矩优化分配在控制过程中能够保持车速恒定,满足车辆动力性需求,并对侧倾状态进行监测与控制从而防止侧翻失稳发生,仿真结果表明该控制算法保证分布式驱动电动汽车在横摆-侧倾稳定性控制方面的有效性。
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