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 四轮独立驱动电动汽车 轨迹跟踪 横摆稳定性 模型预测控制 控制分配

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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

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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 四轮轮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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四轮独立驱动电动汽车直接横摆力矩控制 被引量：13

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作者 赵慧勇 梁国才 +1 位作者 蔡硕 王保华 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2021年第9期83-91,共9页

为提高四轮独立驱动电动汽车横摆稳定性,在考虑纵向车速控制的基础上设计了直接横摆力矩控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器为基于车辆运行状态反馈的附加横摆力矩控制器,其控制方式为通过实际反馈的车辆状态参数与参考值对... 为提高四轮独立驱动电动汽车横摆稳定性,在考虑纵向车速控制的基础上设计了直接横摆力矩控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器为基于车辆运行状态反馈的附加横摆力矩控制器,其控制方式为通过实际反馈的车辆状态参数与参考值对比,设计线性二次型调节器(LQR)计算目标附加横摆力矩。下层控制器为基于路面附着条件及前后轴荷比的轮毂电机转矩分配控制器。通过CarSim与Simulink建立联合仿真模型,选择双移线和正弦输入2种工况进行仿真试验。结果表明:所设计的控制策略能够使车辆质心侧偏角和横摆角速度较好地跟随参考值,可有效避免车辆侧滑失稳,提高车辆横摆稳定性和行驶安全性;与PID控制相比,LQR控制能够更有效地抑制横摆角速度振荡峰值。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 横摆稳定性 直接横摆力矩控制 线性二次型调节器

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四轮独立驱动电车行驶稳定性控制研究综述

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作者 尘帅 刘铮 卢子青 《内燃机与配件》 2025年第2期50-52,共3页

四轮独立驱动电动汽车具有四个车轮转矩独立可控的优势,其转矩控制精准、快速、高效,可以实现复杂车辆动力学控制,是理想的车辆控制载体,对提升车辆行驶稳定性具有重要意义。因此,为了促进四轮独立驱动电动汽车的产业化应用进程,本文以... 四轮独立驱动电动汽车具有四个车轮转矩独立可控的优势,其转矩控制精准、快速、高效,可以实现复杂车辆动力学控制,是理想的车辆控制载体,对提升车辆行驶稳定性具有重要意义。因此,为了促进四轮独立驱动电动汽车的产业化应用进程,本文以四轮独立驱动电动汽车的组成结构及特点为切入点,进一步总结概述了当下四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性控制研究现状,并结合现状展望了该类车辆的未来发展,以期助力科研人员快速理清四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性控制的研究思路,促进四轮独立驱动电动汽车行业安全稳定发展。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 分布式驱动 稳定性控制 车辆工程 4WID

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分布式驱动电动汽车个性化智能控制关键技术综述 被引量：3

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作者 李刚 姬晓 +1 位作者 徐春生 刘鹏 《辽宁工业大学学报（自然科学版）》 2019年第6期375-380,共6页

分布式驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,各轮转矩和转速容易获得,相对于传统汽车具有明显控制优势,是进行车辆动力学最优控制的理想载体。论文主要针对考虑驾驶员特性的分布式驱动电动汽车个性化智能控制进行总结与分析,对基于个性化... 分布式驱动电动汽车四轮驱动力矩独立可控,各轮转矩和转速容易获得,相对于传统汽车具有明显控制优势,是进行车辆动力学最优控制的理想载体。论文主要针对考虑驾驶员特性的分布式驱动电动汽车个性化智能控制进行总结与分析,对基于个性化智能控制的车辆状态与参数估计、四轮独立驱动与独立转向电动汽车控制、驾驶员特性及行为意图辨识三方面研究进行了总结及分析。指出基于分布式驱动电动汽车载体,通过对车辆状态与参数的估计和对驾驶员驾驶特性的研究,可进一步提高新一代电动汽车动力学控制性能,加快其产业化并进行更深入的智能化研究。 展开更多

关键词 分布式驱动电动汽车 驾驶员特性 智能控制 四轮独立驱动与独立转向电动汽车

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四轮独立驱动电动车自适应巡航滑模控制 被引量：1

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作者 周苏 陆一弘 +1 位作者 吴楠 金杰 《汽车工程学报》 2021年第1期25-33,共9页

为实现四轮独立驱动电动汽车的自适应巡航功能,采用基于趋近律的滑模控制理论设计了自适应巡航控制系统。上位控制器以实际车距与期望车距的偏差作为输入,采用滑模控制律获得主车期望加速度,然后将期望加速度作为下位控制器的输入,计算... 为实现四轮独立驱动电动汽车的自适应巡航功能,采用基于趋近律的滑模控制理论设计了自适应巡航控制系统。上位控制器以实际车距与期望车距的偏差作为输入,采用滑模控制律获得主车期望加速度,然后将期望加速度作为下位控制器的输入,计算出电机期望转矩,用于实现自适应巡航控制。在CarSim中建立电动汽车整车模型,并与Simulink进行联合仿真。仿真结果表明,在前车匀速、加速、减速等直线行驶工况以及曲率较大的弯道行驶工况下,提出的自适应巡航控制方法均能够使主车具有良好的跟踪能力。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 自适应巡航控制 CARSIM 滑模控制

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基于四轮独立驱动电动车电机转速控制实验装置设计

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作者 葛厚成 陈淑荣 +1 位作者 孟飞 何志阳 《制造业自动化》 2015年第21期127-131,共5页

为了实现四轮独立驱动电动汽车的动力最优分配,需要汽车中央控制单元实时采集电动汽车的各个车轮速度。实验中利用单片机设计了一种对四轮独立驱动电动汽车进行转速采集的装置。通过单片机自带的增强型脉冲累加模块和周期中断定时器模块... 为了实现四轮独立驱动电动汽车的动力最优分配,需要汽车中央控制单元实时采集电动汽车的各个车轮速度。实验中利用单片机设计了一种对四轮独立驱动电动汽车进行转速采集的装置。通过单片机自带的增强型脉冲累加模块和周期中断定时器模块,设计下位机程序对脉冲进行累加计数,实现了对电动汽车电机转速的精确测量,最后实验验证了设计的可行性,该设计可以为汽车主控制器控制后续执行机构的高精度动作提供基础。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 转速控制 实验装置

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基于LPV增益调度技术的4WID电动汽车容错控制 被引量：2

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作者 刘国海 陈旭芳 张多 《机械设计与制造工程》 2018年第4期60-65,共6页

针对四轮独立驱动电动汽车驱动电机故障,提出了一种基于线性变参数(LPV)增益调度技术的容错控制方法,从而降低执行器故障对车辆运行的影响。首先将执行器左右两侧故障因子作为调度参数,基于LPV凸分解方法,将故障状况下的车辆模型转化为... 针对四轮独立驱动电动汽车驱动电机故障,提出了一种基于线性变参数(LPV)增益调度技术的容错控制方法,从而降低执行器故障对车辆运行的影响。首先将执行器左右两侧故障因子作为调度参数,基于LPV凸分解方法,将故障状况下的车辆模型转化为具有凸多面体结构的LPV模型,并利用线性矩阵不等式技术对凸多面体各个顶点分别设计满足H∞性能和闭环极点配置的控制器;然后利用各顶点设计的反馈控制器综合得到最终LPV容错控制器;最终采用Car Sim与MATLAB/Simulink联合仿真的方式,验证了该方法的有效性。结果表明:LPV增益调度技术可以成功地应用于四轮独立驱动电动汽车的容错控制,在存在故障的情况下,仍能保持系统的稳定性和良好的动态性能。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 线性变参数 H∞控制 极点配置 线性矩阵不等式

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基于UIO/双KF的4WID-EV驱动轮纵向力估计 被引量：8

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作者 徐兴 陈特 +1 位作者 陈龙 蒋侃 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1095-1100,共6页

四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)能独立实现4个轮胎纵向力的控制与分配,实时保证电动汽车的最佳运行状态。基于单个驱动轮的动力学和轮毂电机特性建立了驱动轮模型,采用电流、电压、转速等常用参数设计轮胎纵向力估计模型。考虑系统结构... 四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)能独立实现4个轮胎纵向力的控制与分配,实时保证电动汽车的最佳运行状态。基于单个驱动轮的动力学和轮毂电机特性建立了驱动轮模型,采用电流、电压、转速等常用参数设计轮胎纵向力估计模型。考虑系统结构参数的不确定性和传感器噪声干扰,将驱动轮纵向力估计与干扰分离,基于卡尔曼滤波算法,设计了驱动轮纵向力-未知输入观测器。仿真和台架道路模拟试验结果表明,设计的观测系统能实时估计驱动轮纵向力,且具有较高的估计精度和抗干扰性,能满足四轮独立驱动电动汽车动力学控制要求。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 轮胎纵向力估计 未知输入观测器 卡尔曼滤波器

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四轮独立驱动电动汽车轮胎纵横向滑移能耗仿真分析 被引量：7

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作者 徐向阳 李光远 +1 位作者 陶斯友 张辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期92-102,共11页

四轮独立驱动电动汽车被认为是目前最有发展前景的电动汽车驱动方案之一。由于采用轮毂电机独立驱动,提高系统的可操作性,使得轮胎产生的能量消耗可以独立控制,为汽车节能控制提供了发展潜力。而精确的四轮独立驱动电动汽车轮胎纵、横... 四轮独立驱动电动汽车被认为是目前最有发展前景的电动汽车驱动方案之一。由于采用轮毂电机独立驱动,提高系统的可操作性,使得轮胎产生的能量消耗可以独立控制,为汽车节能控制提供了发展潜力。而精确的四轮独立驱动电动汽车轮胎纵、横向滑移能耗模型是实现节能控制的关键与理论基础。针对轮胎纵、横向滑移能耗模型的研究有待进一步深入,针对四轮独立驱动电动汽车的能耗仿真建模的研究也需要进一步完善。针对四轮独立驱动电动汽车轮胎的纵、横向能耗特性,分析其能耗机理,搭建轮胎纵、横向能耗模型;基于滑移能耗模型与电动汽车能耗特性,得到改进的整车能耗模型;在Carsim/Simulink联合仿真环境中,搭建四轮独立驱动电动汽车整车模型与能耗模型,为四轮独立驱动电动汽车能耗研究提供精确可靠的仿真平台;不同工况下的仿真结果证明了考虑横向滑移能耗进行能量优化控制的必要性。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 纵、横向滑移能耗 CARSIM 能耗仿真模型

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基于多胞体系统的FWID EV鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制

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作者 李志文 焦晓红 张婷 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期111-120,共10页

为了提高四轮独立驱动电动汽车(FWID EV)轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数(LPV)的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化... 为了提高四轮独立驱动电动汽车(FWID EV)轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数(LPV)的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化为有限多胞顶点凸组合的多胞体系统,然后基于离线设计的每个多胞顶点控制器和线性组合在线计算任意时变参数对应的系统控制器参数,并利用MATLAB和CarSim进行联合仿真。结果表明:在加速变道场景下,所设计的控制器可以保证横向偏移误差不超过2 cm,横向偏移平均绝对误差不超过0.9 cm的较高跟踪精度及行驶稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车(FWID EV) 轨迹跟踪控制 线性变参数(LPV) 加权增益调度

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考虑驾驶人疲劳特性的差动转向共享控制 被引量：4

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作者 方振伍 林中盛 +1 位作者 王金湘 殷国栋 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1012-1022,共11页

为降低由于驾驶人疲劳所引发的车辆失稳风险,提出了一种考虑驾驶疲劳特性的差动转向共享控制方法.首先,建立了可表征驾驶疲劳特性的驾驶人-车辆模型;然后设计考虑车速、手臂肌肉刚度与反应时间不确定性的动态输出反馈鲁棒控制器,并采用... 为降低由于驾驶人疲劳所引发的车辆失稳风险,提出了一种考虑驾驶疲劳特性的差动转向共享控制方法.首先,建立了可表征驾驶疲劳特性的驾驶人-车辆模型;然后设计考虑车速、手臂肌肉刚度与反应时间不确定性的动态输出反馈鲁棒控制器,并采用极点配置方法提升驾驶人-车辆闭环系统稳定性;最后搭建了PreScan\Carsim\Simulink联合仿真平台与驾驶人硬件在环试验平台.结果表明:加入所提出的共享转向控制后,不同疲劳状态下的车辆路径跟踪误差指标减小了59.53%以上,有效提升了车辆的路径跟踪性能;针对轻度、重度疲劳驾驶人,生理负荷指标与心理负荷指标在控制器辅助下均减小了48.92%以上,实现了不同等级的个性化辅助驾驶. 展开更多

关键词 智能汽车 差动辅助转向共享控制 鲁棒控制 独立轮驱动电动汽车 驾驶辅助系统

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基于模糊滑模直接横摆力矩的车辆横摆稳定性控制 被引量：7

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作者 胡建军 肖凤 +2 位作者 林志强 黄健 邓承浩 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期954-962,共9页

为了避免车辆发生横向失稳的风险,根据四轮独立驱动电动汽车四轮驱动/制动力矩独立可控的特点,提出了一种具有上层控制器和下层控制器两层结构的模糊滑模直接横摆力矩控制策略。上层控制器采用模糊滑模控制器计算车辆总的需求横摆力矩,... 为了避免车辆发生横向失稳的风险,根据四轮独立驱动电动汽车四轮驱动/制动力矩独立可控的特点,提出了一种具有上层控制器和下层控制器两层结构的模糊滑模直接横摆力矩控制策略。上层控制器采用模糊滑模控制器计算车辆总的需求横摆力矩,并对4个车轮纵向力进行分配。下层控制器将轮胎纵向力转化为对轮胎滑动率的控制,并通过控制4个车轮的力矩使轮胎纵向力得到实现。仿真结果表明,该模糊滑模直接横摆力矩控制策略在不同的附着路面条件下都能保证车辆的横向稳定性,并能削弱传统滑模控制器造成的系统抖振。 展开更多

关键词 四轮独立驱动电动汽车 横摆稳定性 直接横摆力矩控制 模糊控制

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基于4WID欗4WIS动力学模型的制动系统模糊控制器设计与仿真

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作者 周苏 王凯凯 +1 位作者 支雪磊 肖志文 《机电一体化》 2017年第10期28-36,共9页

4WID-4WIS电动汽车具有四轮转向角和驱/制动力矩独立可控的特点,在MATLAB/Simulink中建立十一自由度车辆制动动力学模型和包含后轮转向特性的二自由度参考模型。基于所建立的整车模型和参考模型设计制动系统模糊控制器,对不同转向输入... 4WID-4WIS电动汽车具有四轮转向角和驱/制动力矩独立可控的特点,在MATLAB/Simulink中建立十一自由度车辆制动动力学模型和包含后轮转向特性的二自由度参考模型。基于所建立的整车模型和参考模型设计制动系统模糊控制器,对不同转向输入和路况进行仿真试验。仿真结果表明,车辆在各制动工况过程中的行驶轨迹、横摆角速度和质心侧偏角都能够跟随各自期望值的变化,验证了基于4WID-4WIS电动汽车所设计的制动控制系统具有良好的制动稳定性。 展开更多

关键词 四轮独立驱动独立转向电动汽车 十一自由度制动动力学模型 模糊控制器 制动稳 定性

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