电动轮驱动汽车各驱动轮的转速和转矩可以单独控制,从而使整车具备优越的空间稳定性控制潜力,相关研究已经成为汽车动力学领域的研究热点。目前,上述研究主要集中于驱动轮力矩分配等上层控制策略,针对底层执行系统控制的研究较少。本文对电动轮驱动车辆的运行工况及性能约束进行分析,搭建动力学模型;优化系统结构、研制试验样车并进行实车验证;设计底盘协同控制策略,采用多种控制算法进行整车横摆-侧倾稳定性控制。本文主要内容包括:(1)结合电动轮驱动汽车的结构特点和行驶工况,建立15自由度整车模型,对悬架-转向-轮毂电机系统动力学耦合特性进行分析;搭建CarSim/Simulink仿真平台,通过多工况仿真分析,客观评价轮毂电机引入对整车操稳性和平顺性的影响。(2)针对轮毂电机结构导致转向系统性能退化和平顺性恶化问题,改进悬架结构;进行悬架-转向系统多目标优化设计,在此基础上研制电动轮驱动汽车试验平台,通过实车试验对转向性、操稳性和平顺性进行验证。(3)由于整车质量分布关系导致簧载质量和非簧载质量比值很小,使整车平顺性显著恶化,为此,基于直线电机,设计馈能型主动悬架系统以及调理电路;以能耗最低和平顺性最优为控制目标,利用LQG算法,设计最优控制器;通过仿真试验和对比验证馈能型主动悬架在改善电动轮汽车行驶平顺性和提高整车能耗方面的有效性。(4)在整车动力学分析和子系统验证的基础上,制定底盘分层协同控制策略。利用差动驱动、主动悬架和双重转向原理,以轮胎力和整车动力学为约束条件,采用优化算法进行执行器的作动力和力矩分配,采用复合控制方法和滑模控制方法实现车辆横摆和侧倾稳定性协同控制;通过Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真验证了控制策略的有效性。本文基于理论分析和实车试验相结合的方法,实现电动轮驱动汽车底层执行系统协同控制,为上层控制策略的实施奠定了基础,对于相关研究具有理论参考价值和工程应用意义。