分布式电驱动汽车原地转向机理与控制方法研究

作     者：吕皓玉 王翔宇 谢斌 李全通 LYU Hao-yu;WANG Xiang-yu;XIE Bin;LI Quan-tong

作者机构：中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 

基　　金：国家重点研究发展计划项目(2022YFD2001202) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2024年第37卷第3期

页      码：231-244页

摘      要：分布式电驱动汽车能够通过原地转向功能提高车辆的机动性。原地转向下车辆的4个车轮均处于滑移状态,极易发生车身偏移甚至失控。为了实现稳定精准的原地转向控制,分析了原地转向的动力学机理,并提出横摆角速度与滑转率协同的控制策略。基于纵向动力学设计路面附着估计算法,完成原地转向前的路面状况判断;采用了分层式控制架构,上层控制器基于车辆状态协调转矩控制策略,下层控制设计横摆角速度决策框架,根据油门开度计算原地转向的名义横摆角速度,基于二次性能指标的单神经元自适应PID控制算法计算四轮驱动转矩,以实现横摆角速度的跟踪控制,并引入模糊逻辑推理得到四轮期望滑转率,通过PID算法计算驱动转矩调节量,配合横摆角速度转矩控制以抑制转向中心的偏移。仿真测试和实车试验表明:在附着系数一定的情况下,稳态原地转向的轮胎视为刚体,侧偏角与地面侧向反作用力基本不变,试验结果符合所推断的原地转向动力学机理;并验证横摆角速度跟踪控制算法在不同附着系数下具有理想的跟踪效果和鲁棒性,响应速度相比于PID提高46%,最大超调量减小24.0%,平均调节时间缩短1.3 s,平均稳态误差均在0.01 (°)·s^(-1);横摆角速度与滑转率协同控制减小横、纵坐标偏移量2.94、1.69 m,对转向中心偏移起到了抑制作用。

主 题 词：汽车工程 原地转向 协同控制 分布式驱动汽车 单神经元自适应PID 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0823[工学-农业工程类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1001-7372.2024.03.013

馆 藏 号：203127291...