电动汽车纵向动力学非线性分级控制策略

近些年来，现代自动控制工具已经被应用于处理许多车辆的控制问题，例如轨迹跟踪、电源优化管理和直接转矩控制等。另一方面，电动汽车上的电力推进系统在汽车工业和研究领域都受到了广泛关注。电动汽车根据配置、功能和电源可以分为不同种类，通过传动系统驱动的间接驱动电动汽车和轮毂电机驱动的直接驱动电动汽车。将直流单电机应用于驱动两个前轮的过程中，电动汽车的纵向运动控制问题一直是大家关注的焦点。提出了一种直流电机前轮驱动电动汽车的纵向动力学非线性分层控制策略，包括电动汽车的动力学建模和控制器设计两部分。电动汽车的模型，包括两轮汽车动力学模型和直流电机驱动系统模型，之后二者结合建立了完整的状态空间方程。在进行汽车底盘动力学建模时，基于了空气动力学效应和道路坡度变化的基本定律。在表示由于轮胎变形造成的纵向滑移时，则基于Kiencke模型。尽管车辆动力学具有高度非线性特性，但是完整的模型还是被证明了可以利用到纵向动力学控制器设计中。控制器设计是使用反推设计法设计的自适应分层非线性控制策略。策略中考虑到了空气动力学影响、道路坡度变化和直流电机的特点等方面。自适应分层控制器包含外层循环控制器和内部监管控制器。通过仿真试验结果表明，控制器可以使电动汽车在风速和其它参数不确定的情况下，在加速和减速阶段使汽车车速控制得令人满意。……