輪轂驅動電動車牽引力控制方法研究.pdf

1、輪轂驅動電動汽車底盤結構以及驅動方式的變化，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，對輪轂驅動電動車的牽引力控制問題進行了分析，給出了牽引力控制策略概要設計，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、車輪和車身動力學方程，建立了關聯(lián)車輪速度、加

2、速度以及各個車輪驅動力矩和滑移率的動力學模型，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，將具有動力學耦合的四個車輪滑移率的控制問題轉化成每個車輪滑移率的獨立控制問題，并基于Hinf控制器設計方法設計擾動抑制的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、仿真結果。仿真結果表明，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。
　　前面給出的路面附著系數(shù)未知的滑移率控制方法，其本質是通過調整車身加速度實現(xiàn)滑移率控制的目標。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，采用2自由度LPV控制器設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。
　　不同于直行工況，車輛在轉向行駛過程中橫擺率和側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

5、際情況，本文改進了大多數(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偏角關聯(lián)的動力學模型。車輛在低附著系數(shù)路面大轉向行駛時，可能導致橫擺率及側偏角超出極限值，使車輛失控。為了限制橫擺率及側偏角，本文根據(jù)建立的反映橫擺率及側偏角動態(tài)特性的動力學模型以及約束條件，研究了一種基于模型預測控制方法的期望滑移率規(guī)劃方法，并結合本文提出的未知路面附著系數(shù)的滑移率控制方法進行