發(fā)布時間：2020-03-03 13:11

【摘要】：針對分布式電驅(qū)動汽車在加速轉(zhuǎn)向行車工況下車輪驅(qū)動力矩的控制分配問題,提出一種具有分層結(jié)構(gòu)的控制策略.在控制策略的上層,為提高控制器對參數(shù)不確定和模型誤差的魯棒性,基于滑�？刂七M(jìn)行主動橫擺力矩計算.在控制策略的下層,構(gòu)建了以提高車輛操縱性、降低電能損失為目標(biāo)的優(yōu)化問題,并基于離線計算和在線優(yōu)化相結(jié)合的方式進(jìn)行求解.采用Matlab-Carsim聯(lián)合仿真,驗證了控制策略在提高車輛操縱性能、降低能耗上的有效性.
【圖文】：

文中采用滑模控制算法來計算主動橫擺力矩．圖１目標(biāo)車型驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．１Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎｖｅｈｉｃｌｅ在控制策略的車輪力矩控制分配層，ＣｈｅｎＹａｎ等［７－９］大多將車輪轉(zhuǎn)矩分配問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)規(guī)劃問題．文獻(xiàn)［７］設(shè)定表征操縱性和電驅(qū)動系統(tǒng)能量效率的目標(biāo)函數(shù)，采用自適應(yīng)控制分配法求解此目標(biāo)函數(shù)值最小時的轉(zhuǎn)矩值．所采用的自適應(yīng)控制分配法以逐步趨近最優(yōu)點的方式計算當(dāng)前優(yōu)化步應(yīng)施加的車輪轉(zhuǎn)矩，不需在每一優(yōu)化步都求取優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解，一定程度上降低了運(yùn)算成本．文獻(xiàn)［８］將車輛前輪轉(zhuǎn)角近似為０，此時可直接根據(jù)車輛在轉(zhuǎn)向時的主動橫擺力矩需求得到車輛左右兩側(cè)電機(jī)輸出力矩之差，結(jié)合駕駛員總驅(qū)動力矩需求，得到左、右兩側(cè)每側(cè)前后兩個電機(jī)的力矩之和．從而將轉(zhuǎn)向工況下４個車輪驅(qū)動力矩分配問題轉(zhuǎn)化為兩個電機(jī)在輸出轉(zhuǎn)矩總和已知時的分配問題．在文獻(xiàn)［９］中作者設(shè)計了離線評估模型并據(jù)此對文獻(xiàn)中存在的幾種目標(biāo)函數(shù)的控制分配效果進(jìn)行了對比，得出：以最小化車輪滑轉(zhuǎn)率為目標(biāo)進(jìn)行車輪轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制分配能得到較好的整車運(yùn)動控制效果．作者通過設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的方式，將表征車輛橫擺角速度主動控制、最小化電驅(qū)動系統(tǒng)能耗損失、車輪滑轉(zhuǎn)率約束的函數(shù)加權(quán)組合，以離線計算所得分配結(jié)果為起點，在車輛行駛過程中進(jìn)行在線局部尋優(yōu)得出近似全局最優(yōu)的車輪轉(zhuǎn)矩分配方法．１操縱性與驅(qū)動節(jié)能控制策略所提操縱性與節(jié)能控制策略工作流程如圖２所示．策略首先基于滑�？刂朴嬎闼枋┘拥嚼@車輛質(zhì)心處ｚ軸的主動橫擺力矩．控制策略下層以上層計算所得總驅(qū)動力矩

知時的分配問題．在文獻(xiàn)［９］中作者設(shè)計了離線評估模型并據(jù)此對文獻(xiàn)中存在的幾種目標(biāo)函數(shù)的控制分配效果進(jìn)行了對比，得出：以最小化車輪滑轉(zhuǎn)率為目標(biāo)進(jìn)行車輪轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制分配能得到較好的整車運(yùn)動控制效果．作者通過設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的方式，將表征車輛橫擺角速度主動控制、最小化電驅(qū)動系統(tǒng)能耗損失、車輪滑轉(zhuǎn)率約束的函數(shù)加權(quán)組合，以離線計算所得分配結(jié)果為起點，在車輛行駛過程中進(jìn)行在線局部尋優(yōu)得出近似全局最優(yōu)的車輪轉(zhuǎn)矩分配方法．１操縱性與驅(qū)動節(jié)能控制策略所提操縱性與節(jié)能控制策略工作流程如圖２所示．策略首先基于滑�？刂朴嬎闼枋┘拥嚼@車輛質(zhì)心處ｚ軸的主動橫擺力矩．控制策略下層以上層計算所得總驅(qū)動力矩為約束，兼顧最小化主動橫擺力矩控制誤差和驅(qū)動系統(tǒng)電能損失進(jìn)行車輪力矩分配．為防止某一車輪由于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩過大發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)，要將滑轉(zhuǎn)率約束設(shè)定為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的一部分．通過以上方式，將分布式電驅(qū)動汽車操縱性與驅(qū)動節(jié)能控制轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)規(guī)劃問題．規(guī)劃問題的優(yōu)化求解結(jié)果作為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩指令值，進(jìn)行車輪驅(qū)動力矩控制．圖２車輛操縱性與節(jié)能驅(qū)動控制策略Ｆｉｇ．２Ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ２廣義控制力矩的計算控制策略上層為廣義控制力矩計算層．根據(jù)駕駛員加速踏板輸入，計算出需求的總驅(qū)動力矩Ｔｄ．駕駛員加速踏板開度Ｐｏ與總驅(qū)動力矩需求Ｔｄ的關(guān)系為Ｔｄ＝４ＰｏＴｍａｘ，，（１）式中Ｔｍａｘ為驅(qū)動電機(jī)的最大扭矩．由方向盤轉(zhuǎn)角ΘＳＷ，基于單軌車輛模型計算得到駕駛員期望的車輛橫擺角速度ωｄ．計算所依據(jù)

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3 王白石;;創(chuàng)意風(fēng)力驅(qū)動汽車[J];發(fā)明與創(chuàng)新(綜合科技);2010年07期

4 董智;;談電驅(qū)動汽車發(fā)展的可行性和存在的問題[J];山西能源與節(jié)能;2010年03期

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7 ;日本發(fā)明水驅(qū)動汽車一升水可跑80公里[J];青海石油;2008年03期

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9 ;水驅(qū)動汽車一升水可跑80公里[J];發(fā)明與創(chuàng)新(學(xué)生版);2008年10期

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