基于工况识别的IWM-EV主动悬架MOPSO模糊滑模控制
2021-03-31胡一明李以农
胡一明,李以农,2,李 哲,郑 玲,2
(1.重庆大学 汽车工程学院,重庆 400030;2.重庆大学 机械传动国家重点实验室,重庆 400030;3.中国汽车工程研究院,重庆 401122)
轮毂电机电动汽车(in-wheel motor electric vehicle,IWM-EV)以其高集成性,传动机构简单,力矩响应高效快速,驱动控制更加精确的特点,成为了电动汽车研究的热点[1]。而开关磁阻电机以其大启动转矩、高转矩密度以及高效率的特点,适合于IWM-EV中的应用[2-3]。由于IWM-EV轮毂电机直接与车轮连接这种特殊的结构形式产生了一些振动负效应问题。首先是非簧载质量增大引起的振动恶化[4]。其次电机的不平衡电磁力直接作用于车轮引起的振动恶化[5]。这些问题严重影响了车辆的舒适性和安全性。
针对如上所述的问题,一种解决方法是从IWM-EV的集成结构下手[6-8],一些不同于传统IWM-EV的驱动结构被提出以减轻这种振动负效应;另一种方法是通过驱动电机的设计以及控制优化,提高电机的性能,减小电磁力或电磁力波动来减轻这种振动负效应[9-11]。
另一方面,如何描述IWM-EV中电机与车辆系统的耦合特性是振动负效应研究的关键。大部分研究都将作用于悬架系统的电机电磁激励考虑为一个幅值与频率恒定的激励[12-13],较少有研究从动态的角度研究振动负效应。
众所周知,主动悬架能显著的改善汽车操稳性和平顺性,有效的提升车辆的动力学性能,是解决IWM-EV振动负效应问题的一种可行方法。主动悬架的控制器算法有多种如PID(proportion integration differentiation)[14]、模糊[15]、自适应[16]及鲁棒控制等[17]。考虑IWM-EV的机电耦合特性之后,系统呈现强非线性特性,线性系统控制方法不能适应非线性耦合系统,需采取一些新的控制方法。……
