汽车差动助力转向系统的可拓协调控制

摘要：

根据电动轮汽车各轮扭矩独立可控的特点,改变左右转向轮的驱动力差提供转向助力,实现差动助力转向.考虑到差动助力转向系统对汽车稳定性的影响,利用Carsim/Simulink建立轮毂电机驱动电动汽车模型,设计了两层差动助力转向稳定性可拓协调控制系统.在上层控制器中,根据汽车行驶状态,建立可拓协调控制器,其中将二维可拓集合中的可拓距转换到一维可拓集合中计算,求解关联函数,确定各控制器输出权重.在下层控制器中,采用转向盘转矩直接控制策略,建立差动助力转向控制器;根据可拓域和非域中汽车状态的不同,实现基于横摆角速度和质心侧偏角的切换控制,进而建立横摆力矩控制器;基于二次规划方法对四轮驱动转矩优化分配,并根据所处的值域对3种不同的约束条件进行选择.最后利用Carsim和Matlab/Simulink在不同路面附着系数的双移线工况下进行仿真.仿真结果表明,与差动助力转向系统单独工作时相比,当路面附着系数为0.8时,该控制系统能够提高道路跟踪能力,横向偏差最多减少50％,纵向偏差最多减少30％,横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度明显减小,其均方根值分别优化了54.9％,21.4％和22.3％,改善了汽车操纵稳定性;当路面附着系数为0.4时,该系统能够避免汽车失稳,提高行车安全.

关键词：电动汽车、横摆力矩、可拓协调、差动助力转向、关联函数

所属期刊栏目：47

分类号：U46;TP2

资助基金：国家自然科学基金51375131,51305118,51675151,U1564201;江苏省道路载运工具新技术应用重点实验室开放基金BM20082061504

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：324-335