基于加速度傳感器電動(dòng)車新型扭矩包絡(luò)控制.pdf

1、包絡(luò)控制是一種運(yùn)算簡(jiǎn)單的控制方法，僅根據(jù)最大值對(duì)輸出量進(jìn)行截止。在本文介紹的電動(dòng)車扭矩包絡(luò)控制方法中，扭矩的最大值是動(dòng)態(tài)變化的，其具體數(shù)值由加速度傳感器反饋，剛體的平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)，以及預(yù)設(shè)的扭矩分配規(guī)則計(jì)算得到。設(shè)計(jì)此控制方法的目的在于探索一種新的判定車輛可控性的途徑，簡(jiǎn)化控制算法中的實(shí)時(shí)運(yùn)算，同時(shí)增加算法針對(duì)噪音的魯棒性。基于這些改善，車輛動(dòng)態(tài)控制算法的復(fù)雜度能夠降低，所依賴的硬件要求也更低，從而使車輛控制更易于調(diào)教，且成本更低。最終使

2、控制算法更接近于普及化。
　　本文詳細(xì)介紹此控制算法的原理，結(jié)構(gòu)以及仿真效果。首先對(duì)輪胎與地面作用力特性進(jìn)行分析，得到結(jié)論：輪胎在縱向和橫向上可控或者失控是同步的。基于此結(jié)論，難以觀測(cè)的車輛橫向穩(wěn)定性可以通過(guò)車輛縱向特性進(jìn)行推測(cè)。其次對(duì)平面運(yùn)動(dòng)剛體的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行討論，主要基于車輪結(jié)構(gòu)的特性，分析車輛的縱向和橫向加速度產(chǎn)生條件以及對(duì)整車動(dòng)態(tài)作用上的差異。根據(jù)這部分結(jié)論，確定控制策略的第一步為確保車輛運(yùn)行中始終能夠獲得足夠的橫向加速度

3、。然后在縱向加速度方面，建立用于實(shí)時(shí)確定整車扭矩的包絡(luò)算法，在理論上對(duì)其進(jìn)行推論，并且在理想化的模型中進(jìn)行驗(yàn)證。最后基于提高魯棒性的原則，制定將整車扭矩分配到各個(gè)車輪上的規(guī)則。完整的控制算法由：確保足夠的橫向加速度；實(shí)時(shí)確定整車包絡(luò)扭矩；扭矩分配規(guī)則，這三部分組成。控制算法的效果通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
　　仿真測(cè)試在一個(gè)基于Simulink的電動(dòng)車仿真模型上進(jìn)行。仿真模型中，整車運(yùn)動(dòng)為平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，包含3個(gè)自由度，即x，y平動(dòng)以及橫

4、擺轉(zhuǎn)動(dòng)，車輛模型中包括1個(gè)前輪轉(zhuǎn)向自由度，4個(gè)車輪的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)自由度，以及2個(gè)由整車加速度產(chǎn)生的載荷偏移自由度。車輛四輪輪胎模型采用Magic Formula模型進(jìn)行描述。仿真案例設(shè)置為多種不同情況的極限狀態(tài)，分別針對(duì)變化的路面狀態(tài)，變化的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，以及傳感器噪音的影響。通過(guò)這些案例測(cè)試控制算法在極限狀態(tài)下的能否達(dá)到預(yù)期效果，以檢驗(yàn)其有效性，高效性，以及魯棒性。
　　理想的包絡(luò)控制的設(shè)計(jì)宗旨是：當(dāng)且僅當(dāng)某部分扭矩超出安全極限，這部分