分布式驱动电动汽车转矩分配策略研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:potato_212
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伴随着传统车辆产业所造成越来越多的环境污染问题与日益枯竭的石油资源,使得电动汽车的发展在近些年成为主流。不同于传统车辆,电动汽车可以提供更好的经济性与操纵性,并降低对石油能源的依赖,因此诸多学者都对电动汽车展开大量研究。而在众多电动车解决方案中,分布式驱动车辆由于其具有精准控制驱动轮转矩的特点,可以更好的实现对车辆动力学的研究。在交通事故调查中,绝大多数的事故是由于车辆丧失稳定性而造成的,路面湿滑、车辆速度过快等均是造成车辆失稳的重要原因,而分布式驱动电动车由于其转矩可控,恰好可以弥补这一缺陷。故本文围绕分布式驱动电动车的转矩分配策略进行研究,主要研究内容如下:本文首先对分布式驱动电动车稳定性控制策略的国内外研究现状进行分析,并分类讨论了其几种不同的动力学控制策略。其次对整车动力学进行分析,基于MATLAB/SIMULINK平台搭建整车七自由度动力学模型。其中轮胎的力学特征采用魔术轮胎模型进行拟合,车速估计采用车轮转动惯量进行计算,并搭建驾驶员模型以及发电机模型。在此基础上设计了转矩分配控制系统,上层控制器以二自由度车辆模型的理想运动状态作为控制目标,利用滑模控制算法跟踪其期望值,并针对车辆质心侧偏角难以获取的问题,设计了质心侧偏角观测器利用卡尔曼滤波算法。下层控制器接收到上层控制器所计算的横摆力矩数值,基于轮胎最小负荷率为目标,采用粒子群算法进行转矩分配。既能满足车辆稳定性需求,又能降低轮胎负荷率,使车辆留有更多的可调节裕度。最后在MATLAB/Simulink环境下进行仿真分析,仿真结果验证了该控制方法能够有效地提高车辆的操纵稳定性。
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