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四轮独立驱动电动汽车轨迹跟踪及稳定性协调控制
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作者 陈舒平 赵治国 赵坤 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期185-196,共12页
针对紧急避障轨迹跟踪和车辆稳定性多目标控制问题,以四轮独立驱动智能电动汽车为研究对象,提出一种分层结构的轨迹跟踪及稳定性控制方法,上层控制器采用线性时变模型预测控制(LTV MPC)生成期望前轮转角和附加横摆力矩,并通过PID速度跟... 针对紧急避障轨迹跟踪和车辆稳定性多目标控制问题,以四轮独立驱动智能电动汽车为研究对象,提出一种分层结构的轨迹跟踪及稳定性控制方法,上层控制器采用线性时变模型预测控制(LTV MPC)生成期望前轮转角和附加横摆力矩,并通过PID速度跟踪将车速变化考虑到模型预测优化求解中生成总需求转矩,下层控制器采用二次规划将上层计算的广义力最优分配给四个车轮。其中,预测模型为8自由度车辆模型,被控对象为14自由度车辆模型,并建立联合工况刷子轮胎模型。不同车速,路面附着条件以及有无稳定性控制的双移线工况仿真结果表明,所提控制方法具有较好的鲁棒性和轨迹跟踪性能,极限工况下在保证车辆稳定性的同时提高了轨迹跟踪精度。 展开更多
关键词 独立驱动电动汽车 轨迹跟踪 横摆稳定性 模型预测控制 控制分配
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基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型 被引量:31
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作者 靳立强 王庆年 +1 位作者 岳巍强 宋传学 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期3053-3055,共3页
四轮独立驱动技术是电动汽车驱动系统研究的热点。建立了包括转向角在内的18自由度四轮独立驱动电动汽车的动力学模型并详细给出了各运动方程。通过整车试验数据与相同工况下的仿真结果对比,表明所述模型可以以很好的精度反映汽车在各... 四轮独立驱动技术是电动汽车驱动系统研究的热点。建立了包括转向角在内的18自由度四轮独立驱动电动汽车的动力学模型并详细给出了各运动方程。通过整车试验数据与相同工况下的仿真结果对比,表明所述模型可以以很好的精度反映汽车在各种工况下的动力学性能。为开展四轮独立驱动电动汽车动力学控制研究奠定了基础。 展开更多
关键词 独立驱动 电动汽车 动力学模型 18自由度模型
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四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真 被引量:30
3
作者 靳立强 王庆年 宋传学 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期547-553,共7页
论述了四轮独立驱动系统作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力。比较了ICEV动力学控制系统与EV动力学控制系统的区别,提出了四轮独立驱动电动汽车的新动力学控制方法。该方法利用前轮转向角和车速的前馈控制与基于质心... 论述了四轮独立驱动系统作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力。比较了ICEV动力学控制系统与EV动力学控制系统的区别,提出了四轮独立驱动电动汽车的新动力学控制方法。该方法利用前轮转向角和车速的前馈控制与基于质心侧偏角和横摆角速度的误差反馈控制相结合来控制车辆运动状态,并通过最优控制的方法确定了反馈系数。建立了整车数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件生成系统的仿真模型,对所述控制系统进行了仿真研究。结果表明:前馈与反馈相结合的控制系统在各种路面条件下均可明显改善汽车的动力学性能。 展开更多
关键词 车辆工程 电动汽车 独立驱动 动力学控制 前馈+反馈控制
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四轮独立驱动电动汽车能效分析与功率分配 被引量:11
4
作者 李仲兴 王吴杰 +2 位作者 徐兴 蒋侃 陈龙 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1037-1043,共7页
本文中分析了四轮独立驱动电动汽车样车的结构与原理,利用快速原型建立了分布式整车控制系统架构。通过轮毂电机及其控制器与样车的台架试验和底盘测功机道路模拟试验,得到了轮毂电机的转矩响应特性和能量效率曲线,采用最小二乘法拟合... 本文中分析了四轮独立驱动电动汽车样车的结构与原理,利用快速原型建立了分布式整车控制系统架构。通过轮毂电机及其控制器与样车的台架试验和底盘测功机道路模拟试验,得到了轮毂电机的转矩响应特性和能量效率曲线,采用最小二乘法拟合驱动电机控制规律。与此同时,鉴于轮毂电机及其控制器效率的非线性和在转矩区间的差异,提出了一种减少整车能量消耗的前后轴驱动力分配方法,并进行了样车道路试验。结果表明,通过驱动力分配进行整车能量优化,不同行驶速度下能效最大改善超过10%,优化驱动模式可进一步降低整车能耗。 展开更多
关键词 电动汽车 独立驱动 能量特性 功率分配
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四轮独立驱动电动汽车驱动力最优控制方法 被引量:10
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作者 马雷 刘晶 +1 位作者 于福莹 王连东 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期1057-1062,共6页
基于对四轮独立驱动汽车进行的动力学分析,提出通过调节驱动电机的电流来控制各轮纵向力以提高车辆操纵稳定性的策略。建立了驱动系统的动态响应模型,并将其变换为驱动系统控制模型。提出整车控制方案和控制器参考输入的调整方法,并运... 基于对四轮独立驱动汽车进行的动力学分析,提出通过调节驱动电机的电流来控制各轮纵向力以提高车辆操纵稳定性的策略。建立了驱动系统的动态响应模型,并将其变换为驱动系统控制模型。提出整车控制方案和控制器参考输入的调整方法,并运用最优控制理论设计了驱动系统反馈控制器。最后采用等转矩和等功率驱动力分配策略进行实验,结果表明该方法能取得较好的控制效果。 展开更多
关键词 电动汽车 独立驱动 最优控制
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四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述 被引量:46
6
作者 李刚 宗长富 《辽宁工业大学学报(自然科学版)》 2014年第1期47-52,共6页
基于轮毂电机驱动的电动汽车是未来汽车的重要发展方向,而针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的发展和国内外研究现状,论文进行了综述。首先介绍了轮毂电机和轮毂电机电动汽车结构和控制特点,对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车国内外研究... 基于轮毂电机驱动的电动汽车是未来汽车的重要发展方向,而针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的发展和国内外研究现状,论文进行了综述。首先介绍了轮毂电机和轮毂电机电动汽车结构和控制特点,对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车国内外研究概况进行了说明,最后指出从产品化角度四轮毂电机电动汽车在稳定性控制、城市工况节能控制方面进行深入的理论研究和实践探索,而充分发挥其控制优势进行基于驾驶员特性的智能控制是未来研究的重要内容。 展开更多
关键词 独立驱动 毂电机 电动汽车 智能控制
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四轮独立驱动电动汽车等转矩转弯试验及滑动率分析 被引量:7
7
作者 马雷 赵云 +3 位作者 王连东 赵明慧 杨志安 李宁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期725-728,共4页
针对研制的四轮独立驱动电动试验样车4 WID EV,建立了稳态转向动力学模型。按等转矩模式分配四轮驱动力,进行了不同条件下的转弯试验。采用坐标网格法测绘了样车的行驶轨迹,得到了四轮转弯半径及整车转弯半径的变化情况。转弯试验揭示... 针对研制的四轮独立驱动电动试验样车4 WID EV,建立了稳态转向动力学模型。按等转矩模式分配四轮驱动力,进行了不同条件下的转弯试验。采用坐标网格法测绘了样车的行驶轨迹,得到了四轮转弯半径及整车转弯半径的变化情况。转弯试验揭示出驱动轮存在滑动,推导了滑动率的计算公式,并分析了转向轮转角及车速对滑动率的影响规律。结果表明,采用等转矩模式分配四轮驱动力,各轮间存在相互拖拽现象,从而产生功率内循环。 展开更多
关键词 独立驱动 网格法 转弯试验 转弯半径 滑动率
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四轮独立驱动电动汽车行驶状态级联估计 被引量:4
8
作者 陈特 陈龙 +2 位作者 蔡英凤 徐兴 江浩斌 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期241-249,共9页
建立三自由度车辆模型与轮胎模型,提出电驱动轮模型并将其应用到纵向力估计中,基于自适应高阶滑模观测器实现轮胎纵向力的估计,利用纵向力观测器(longitudinal force observer, LFO)输出值作为已知输入,结合信息融合滤波(information fu... 建立三自由度车辆模型与轮胎模型,提出电驱动轮模型并将其应用到纵向力估计中,基于自适应高阶滑模观测器实现轮胎纵向力的估计,利用纵向力观测器(longitudinal force observer, LFO)输出值作为已知输入,结合信息融合滤波(information fusion filter, IFF)算法提出一种车辆状态级联估计方法。进行仿真实验、台架实验以及实车道路实验。研究结果表明:设计的纵向力观测器具有较高的纵向力估计精度,基于信息融合滤波的车辆状态估计方法能够实时跟踪车辆状态且估计性能优于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)。 展开更多
关键词 电动汽车 独立驱动 纵向力估计 车辆状态 高阶滑模观测器
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四轮独立驱动电动汽车车速估计研究 被引量:14
9
作者 宗新怡 李刚 邓伟文 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第9期83-85,共3页
针对四轮独立驱动电动汽车四轮转矩易于获得的特点,基于无轨卡尔曼滤波(UKF)理论设计了四轮独立驱动电动汽车纵向车速和侧向车速估计算法。该算法利用纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度等低成本传感器测量信号,采用带有HSRI轮胎的具... 针对四轮独立驱动电动汽车四轮转矩易于获得的特点,基于无轨卡尔曼滤波(UKF)理论设计了四轮独立驱动电动汽车纵向车速和侧向车速估计算法。该算法利用纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度等低成本传感器测量信号,采用带有HSRI轮胎的具有纵向、侧向和横摆运动的非线性三自由度估算模型,实现对四轮独立驱动电动汽车的纵向车速、侧向车速的实时估算。仿真实验结果表明:算法能够准确估算四轮独立驱动电动汽车纵向车速和侧向车速。 展开更多
关键词 独立驱动 电动汽车 车速估计 UKF
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四轮轮毂电机独立驱动电动汽车轨迹跟踪与横摆稳定性协调控制研究 被引量:31
10
作者 张雷 赵宪华 王震坡 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1513-1521,共9页
为了提高智能汽车在高速、低附着等极限工况下轨迹跟踪的精度和车辆稳定性,本文中依托四轮轮毂电机独立驱动电动汽车平台,提出了一种基于分层架构的轨迹跟踪与直接横摆力矩协调控制策略,包含上层控制器和下层控制器。首先,上层控制器基... 为了提高智能汽车在高速、低附着等极限工况下轨迹跟踪的精度和车辆稳定性,本文中依托四轮轮毂电机独立驱动电动汽车平台,提出了一种基于分层架构的轨迹跟踪与直接横摆力矩协调控制策略,包含上层控制器和下层控制器。首先,上层控制器基于3自由度车辆动力学模型建立了模型预测控制器,考虑多种非线性约束,利用理论分析优化预测时域和控制时域,并通过优化求解得到前轮转角和附加横摆力矩。然后,下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标函数进行车轮纵向力优化分配,考虑到控制策略实时性要求,运用有效集算法求解最佳转矩分配。最后,采用CarSim&Simulink联合仿真,在不同车速与不同附着条件下验证了所设计的轨迹跟踪与横摆稳定性协调控制器的有效性。 展开更多
关键词 智能汽车 毂电机独立驱动电动汽车 轨迹跟踪 横摆稳定性控制
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考虑驾驶员特性的四轮独立驱动电动汽车转向控制研究 被引量:8
11
作者 李刚 李高超 +1 位作者 韩海兰 宗长富 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第28期288-293,共6页
四轮独立驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,在汽车控制方面相对于传统汽车具有显著优势,通过建立驾驶员不同转向特性参考模型和四轮驱动力矩控制进行考虑驾驶员特性的四轮独立驱动电动汽车转向控制研究。基于驾驶模拟器实验,在对驾驶... 四轮独立驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,在汽车控制方面相对于传统汽车具有显著优势,通过建立驾驶员不同转向特性参考模型和四轮驱动力矩控制进行考虑驾驶员特性的四轮独立驱动电动汽车转向控制研究。基于驾驶模拟器实验,在对驾驶员转向特性进行分类和建立辨识模型的基础上,采用RBF神经网络建立了驾驶员不同转向特性的参考模型,给出了考虑驾驶员转向特性的整车控制原理,应用驾驶模拟器对所研究的控制方法进行了验证。验证结果表明:参考模型输出能够反映不同转向特性驾驶员期望的车辆响应,通过对四轮驱动力矩合理控制实现汽车跟踪驾驶员期望。 展开更多
关键词 驾驶员特性 独立驱动 电动汽车 转向控制
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四轮独立驱动电动汽车EPS特性仿真 被引量:3
12
作者 曹景胜 李刚 +2 位作者 耿涛 郭银景 段敏 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第5期839-844,共6页
针对四轮独立驱动电动汽车驱动方式的特点,建立了电动助力转向(EPS)系统动力学模型和助力电机模型,引入转向盘力矩和行车速度两个控制变量确定最佳的辅助转向电流,得到EPS系统的转向助力特性曲线,并对其进行了分析.基于模糊控制方法设计... 针对四轮独立驱动电动汽车驱动方式的特点,建立了电动助力转向(EPS)系统动力学模型和助力电机模型,引入转向盘力矩和行车速度两个控制变量确定最佳的辅助转向电流,得到EPS系统的转向助力特性曲线,并对其进行了分析.基于模糊控制方法设计了EPS系统的控制器,在设置符合国标要求的转向轻便性、回正等试验工况下对所搭建的EPS系统进行MATLAB/Simulink和Carsim的联合仿真.仿真结果表明所得到的助力特性曲线达到了控制预期目标,改善了转向时的路感,具有良好的助力效果,提高了电动汽车的操作灵敏度以及转向稳定度. 展开更多
关键词 电动汽车 独立驱动 电动助力转向 模糊控制 转向试验
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四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动研究 被引量:8
13
作者 单鹏 黄亮 李刚 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第2期18-21,共4页
针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制问题,提出了一种新的控制策略提高电动汽车制动能量回收率。在分析四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制原理基础上,通过合理分配汽车前后轴电机制动力和机械制动力,保证制动稳定性... 针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制问题,提出了一种新的控制策略提高电动汽车制动能量回收率。在分析四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制原理基础上,通过合理分配汽车前后轴电机制动力和机械制动力,保证制动稳定性前提下,回收更多的制动能量。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建整车仿真模型和编写再生制动控制策略,选取不同仿真工况对控制策略进行验证。结果表明:设计的控制策略通过有效地分配前后轴电机制动力与机械制动力,在不同工况下均能获得较高的再生制动能量回收率及整车有效能量回收率。 展开更多
关键词 独立驱动 毂电机 电动汽车 再生制动 能量回收率
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四轮独立驱动电动汽车驱动力分配控制 被引量:6
14
作者 杜俊良 蒋猛 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第4期135-139,共5页
根据四轮独立驱动电动汽车驱动力独立可控的特点,采用分层控制分配方法,优化整车综合性能.控制器根据传感器信号判定车辆的行驶状态,并计算出车辆所需总驱动力矩,然后优化分配各驱动轮上的驱动力矩,同时考虑地面附着条件和驱动电机的约... 根据四轮独立驱动电动汽车驱动力独立可控的特点,采用分层控制分配方法,优化整车综合性能.控制器根据传感器信号判定车辆的行驶状态,并计算出车辆所需总驱动力矩,然后优化分配各驱动轮上的驱动力矩,同时考虑地面附着条件和驱动电机的约束条件.仿真结果表明:采用分层控制分配方法,充分利用了垂直载荷较大的车轮的附着力,有效控制了垂直载荷较小的车轮的滑转,提高了车辆的综合性能. 展开更多
关键词 独立驱动 电动汽车 驱动力分配 载荷转移 车辆性能
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四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略研究 被引量:7
15
作者 柴健 李旭宇 +2 位作者 陈刚 陈鹏飞 潘丽娟 《公路与汽运》 2014年第5期1-5,共5页
对四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略进行研究,建立了整车控制系统,提出了基于滑模变结构算法的转速转矩协调控制策略;基于Ackermann-Jeantand转向模型计算车辆转向所需的四轮差速,通过滑模控制器和转矩分配模块计算车辆稳定所需... 对四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略进行研究,建立了整车控制系统,提出了基于滑模变结构算法的转速转矩协调控制策略;基于Ackermann-Jeantand转向模型计算车辆转向所需的四轮差速,通过滑模控制器和转矩分配模块计算车辆稳定所需的四轮转矩,在车辆差速行驶的同时协调分配四轮的转矩。仿真结果表明,该控制方法简单有效,能提高电动汽车转向的稳定性和操纵性。 展开更多
关键词 汽车 电动汽车 毂电机 独立驱动 转向控制
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四轮独立驱动电动汽车再生制动控制策略的研究 被引量:9
16
作者 刘阳 谢金法 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第3期465-471,共7页
针对四轮独立驱动电动汽车,设计了一种再生制动控制策略。充分考虑车速、电池的SOC(充电状态)、电池的最大充电电流和最大充电电压、电机的转矩特性、汽车制动Ⅰ曲线以及ECE法规曲线等因素的影响,该控制策略兼顾了制动稳定性和制动能量... 针对四轮独立驱动电动汽车,设计了一种再生制动控制策略。充分考虑车速、电池的SOC(充电状态)、电池的最大充电电流和最大充电电压、电机的转矩特性、汽车制动Ⅰ曲线以及ECE法规曲线等因素的影响,该控制策略兼顾了制动稳定性和制动能量的回收效率。基于Simuliuk和AVL Cruise软件平台进行了系统建模和联合仿真。仿真结果表明,该优化控制策略在保证制动安全、稳定的前提下,极大地提高了制动能量的回收效率。 展开更多
关键词 独立驱动 再生制动 优化控制策略 联合仿真
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四轮毂独立驱动电动汽车协调控制技术综述 被引量:2
17
作者 徐国凯 葛平淑 +1 位作者 王娟 韩桂英 《大连民族学院学报》 CAS 2014年第1期29-34,共6页
对四轮毂独立驱动电动汽车的协调控制技术进行综述,重点介绍了多目标之间的协调控制以及四轮转矩协调控制的研究方法以及国内外研究现状,提出了当前存在的一些问题,展望了今后的发展趋势。
关键词 电动汽车 驱动 协调控制
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四轮轮毂电机独立驱动电动汽车的振动特性分析 被引量:2
18
作者 杨蔚华 方子帆 何孔德 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第5期96-100,109,共6页
以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为研究对象,为全面分析轮毂电机引起的垂向振动负效应,建立了电动轮车整车振动系统的动力学模型,在Matlab软件平台下,采用模拟的随机路面谱作为整车四轮路面输入,对电动轮车的行驶平顺性进行仿真和评价,... 以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为研究对象,为全面分析轮毂电机引起的垂向振动负效应,建立了电动轮车整车振动系统的动力学模型,在Matlab软件平台下,采用模拟的随机路面谱作为整车四轮路面输入,对电动轮车的行驶平顺性进行仿真和评价,分析比较了轮胎刚度、悬架阻尼和轮毂电机质量等系统参数对平顺性的影响,为后续轮毂电机的设计和垂直振动控制策略提供参考. 展开更多
关键词 独立驱动 毂电机 电动汽车 动力学模型 平顺性
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四轮独立驱动电动汽车电子差速控制研究 被引量:2
19
作者 毕胜强 杨雪茹 《科技通报》 北大核心 2017年第12期237-240,257,共5页
对四轮独立驱动电动汽车转向运行学进行分析,建立七自由度转向动力学模型。通过七自由度转向动力学模型,提出了基于滑膜理论的转速转矩协调控制策略。根据滑膜控制器和转矩分配模块计算出车辆在稳定运行状态下四个车轮输出的转矩,再根... 对四轮独立驱动电动汽车转向运行学进行分析,建立七自由度转向动力学模型。通过七自由度转向动力学模型,提出了基于滑膜理论的转速转矩协调控制策略。根据滑膜控制器和转矩分配模块计算出车辆在稳定运行状态下四个车轮输出的转矩,再根据测量车辆在稳定状态下转向时的侧偏角分别计算出四个车轮的转速。在单线工况下的仿真结果表明论文设计的控制策略可行性和合理性。 展开更多
关键词 独立驱动 电动汽车 差速控制 电子差速
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低附着路面下四轮独立驱动电动汽车稳定性控制 被引量:7
20
作者 严运兵 易振宇 杨勇 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第9期175-179,184,共6页
为了提高四轮独立驱动电动汽车在低附着路面上的操纵稳定性,提出了基于粒子群优化PID参数的直接横摆力矩控制算法。控制器采用分层控制:上层根据参考模型和车辆实际运行状态,基于粒子群PID算法计算车辆稳定运行所需直接横摆力矩;下层控... 为了提高四轮独立驱动电动汽车在低附着路面上的操纵稳定性,提出了基于粒子群优化PID参数的直接横摆力矩控制算法。控制器采用分层控制:上层根据参考模型和车辆实际运行状态,基于粒子群PID算法计算车辆稳定运行所需直接横摆力矩;下层控制采用载荷估计控制方法对四轮转矩进行控制分配并结合电机查表模型和转矩约束条件获取最优输出力矩。并通过Carsim/Simulink联合仿真模型进行低附着路面工况试验。结果表明:提出的方法在低附着路面下高速阶跃工况和低速正弦工况中能够有效提高车辆的操纵稳定性。 展开更多
关键词 独立驱动 直接横摆力矩 粒子群PID 转矩分配
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