四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性分析与联合滑模变结构主动控制

作     者：王伟达 彭浩楠 黄国强 项昌乐 马越 韩立金 WANG Weida;PENG Haonan;HUANG Guoqiang;XIANG Changle;MA Yue;HAN Lijin

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401122 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2021年第57卷第4期

页      面：103-112页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51575043 U1564210 U1764257) 

主　　题：轮毂电机独立驱动汽车 行驶稳定性 滑模变结构控制 转矩分配 

摘      要：针对四轮毂电机独立驱动汽车各轮力矩解耦可控的特点,分析车辆转向受力对四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性的影响,提出四轮独立驱动电动汽车转向稳定性控制策略,为四轮独立驱动电动汽车四轮转矩协调控制,提升整车行驶稳定性提供了思路。基于模型跟踪控制的思想,采用分层控制思想设计控制器,控制器包含参考模型、顶层控制器、底层控制分配器。采用带质心侧偏角约束的2自由度车辆模型作为参考模型,设计出一种新的非线性联合滑模变结构主动控制的顶层控制器,该方法可以在一定程度上实现车辆横摆角速度和质心侧偏角的解耦控制,避免了横摆角速度和质心侧偏角的较大变化,从而保证汽车稳定性。在底层控制分配器中,采用基于轮胎稳定裕度最大化的最优分配方法。在Carsim软件中,搭建四轮轮毂电机独立驱动电动汽车模型,在Simulink软件中搭建控制策略模型。针对双移线工况,Carsim/Simulink联合仿真的结果表明,滑模变结构控制器具有较好的收敛性,控制分配模块可以实现四轮力矩的优化分配,能够提升车辆在极限工况下的稳定性。研究将为轮毂电机驱动车辆分布式协调控制提供理论支撑。