分布式电驱动车辆极限越野环境下高速避障与稳定性控制

作     者：刘聪 刘辉 韩立金 陈科 LIU Cong;LIU Hui;HAN Lijin;CHEN Ke

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院山东济南250300 内蒙古第一机械集团股份有限公司内蒙古包头014032 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2021年第42卷第10期

页      面：2102-2113页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51775040)。 

主　　题：分布式电驱动车辆 极限越野环境 稳定性控制 高速避障 数据驱动多模型预测控制 

摘      要：为提高分布式电驱动车辆在极限越野环境下的高速避障能力和操纵稳定性,提出一种充分考虑车辆过弯姿态反馈的分层协调横向稳定性控制方法。上层控制器将多模型在线建模算法与非线性模型预测控制理论相结合,构建一种基于数据驱动多模型预测控制的横摆、侧倾运动协调控制器。由于车辆不同的横向失稳状态下最优控制中心是时变的,细化并重构一种双层融合型横摆运动动力学模型。考虑到越野工况存在时变道路曲率和侧向坡度,建立零力矩点侧倾失稳判断模型,在横摆稳定性控制基础上引入侧倾稳定性控制约束。下层控制器结合各轮胎滑动率和垂直载荷转移量,采用二次规划求解算法将融合型期望横摆力矩转化为各轮最优驱动转矩。搭建MATLAB/Simulink软件和Carsim软件联合仿真平台,进行仿真实验验证。结果表明,该分层协调控制策略可充分发挥分布式电驱动车辆在极限越野工况下的高机动转向性能,具有较强的车身姿态修正能力,可以提高车辆的路径保持精度和过弯横向稳定性。