輪轂驅(qū)動電動車牽引力控制方法研究.pdf

1、輪轂驅(qū)動電動汽車底盤結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動方式的變化，使傳統(tǒng)燃油汽車的車輛穩(wěn)定性控制和牽引力控制方式發(fā)生變革，也帶來更多的控制挑戰(zhàn)性問題。本文的研究在這一背景下開展，具有一定的理論與實(shí)際意義。
　　首先，本文根據(jù)傳統(tǒng)燃油車牽引力控制問題和方法，對輪轂驅(qū)動電動車的牽引力控制問題進(jìn)行了分析，給出了牽引力控制策略概要設(shè)計，并給出了牽引力控制中期望滑移率的確定方法。
　　其次，本文根據(jù)滑移率的定義、車輪和車身動力學(xué)方程，建立了關(guān)聯(lián)車輪速度、加

2、速度以及各個車輪驅(qū)動力矩和滑移率的動力學(xué)模型，滿足出現(xiàn)一個或多個車輪滑移時的牽引力控制需求，且模型中的參數(shù)變量可通過計算或測量獲得。根據(jù)建立的模型，將具有動力學(xué)耦合的四個車輪滑移率的控制問題轉(zhuǎn)化成每個車輪滑移率的獨(dú)立控制問題，并基于Hinf控制器設(shè)計方法設(shè)計擾動抑制的LPV控制器，使系統(tǒng)較好的魯棒性能。為檢驗滑移率控制器的性能，本文基于高精度車輛動力學(xué)仿真軟件，給出了車輛在對開路面、對接路面以及低附著系數(shù)路面等多種路況中起車和行駛過程的

3、仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明，本文給出的路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法能夠有效抑制車輪滑轉(zhuǎn)。
　　前面給出的路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法，其本質(zhì)是通過調(diào)整車身加速度實(shí)現(xiàn)滑移率控制的目標(biāo)。由于車身慣量較大，會出現(xiàn)滑移率過大以及波動的現(xiàn)象。為了進(jìn)一步解決上述問題，本文接下來在路面附著系數(shù)已知的條件下，通過引入 Dugoff輪胎力模型，且將 Dugoff輪胎力模型中非線性項作為變化參數(shù)處理，獲得一種新的滑移率LPV（Linear Par

4、ameter Variable）模型。通過分析確定了變化參數(shù)的頂點(diǎn)，采用2自由度LPV控制器設(shè)計方法給出了一種已知路面附著系數(shù)的滑移率控制方法。多種工況的仿真結(jié)果表明，相對于路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法，路面附著系數(shù)已知的滑移率控制方法可更有效地抑制車輪滑轉(zhuǎn)。
　　不同于直行工況，車輛在轉(zhuǎn)向行駛過程中橫擺率和側(cè)偏角有可能會超出穩(wěn)定范圍，本文最后通過滑移率規(guī)劃研究了轉(zhuǎn)向過程中的牽引力控制問題?？紤]到車輪可能處于低附著系數(shù)路面的實(shí)

5、際情況，本文改進(jìn)了大多數(shù)研究中采用的基于自行車模型的建模方法，使每個車輪的縱向和側(cè)向力均能在模型中反映，給出了一種表征每個車輪滑移率與橫擺率及側(cè)偏角關(guān)聯(lián)的動力學(xué)模型。車輛在低附著系數(shù)路面大轉(zhuǎn)向行駛時，可能導(dǎo)致橫擺率及側(cè)偏角超出極限值，使車輛失控。為了限制橫擺率及側(cè)偏角，本文根據(jù)建立的反映橫擺率及側(cè)偏角動態(tài)特性的動力學(xué)模型以及約束條件，研究了一種基于模型預(yù)測控制方法的期望滑移率規(guī)劃方法，并結(jié)合本文提出的未知路面附著系數(shù)的滑移率控制方法進(jìn)行