张军,武楠

(北京理工大学 机械与车辆学院,北京 100081)

分布式驱动电动汽车以其4个车轮转矩独立精准可控、响应快,可以更好的实施直接横摆力矩控制以保证车辆的稳定性而获得了人们的广泛关注[1]。一般来说,分布式驱动汽车直接横摆力矩控制系统普遍采用分层式结构:上层是参考输出层,采用线性二自由度模型根据驾驶员输入和车辆状态信息计算控制量的参考值。中层为运动控制层,根据控制量参考值再结合其当前实际值计算所需要的广义直接横摆力矩。下层是控制分配层,将广义直接横摆力矩分配到4个车轮上[2-3]。

当车辆侧向加速度比较小,处于线性区域时,常规PID[4],LQR[5]以及极点配置[6]等运动控制算法均能取得很好的控制效果。但是当侧向加速度很大时,轮胎以及悬架系统将表现出其本身的非线性特性,其轮胎侧偏刚度将减小,车轮定位参数将发生变化,从而影响车辆的转向特性。此外,转弯时车辆纵向车速也会实时变化。因此,所设计的控制系统将会变的很脆弱。

为了更好的适应车辆的非线性特性,文献[7]设计了基于最小二乘法的侧偏刚度的估计算法,并利用所估计的侧偏刚度实时修正控制器的增益,有效提升了控制器对侧偏刚度的适应性。文献[8]应用了模型预测控制器,并考虑了轮胎的迟滞特性对预测模型进行修正,从而提升了控制器对车辆的响应能力。文献[9]在控制器设计阶段考虑对象的参数变化并建立车辆不确定模型,所采用的H∞控制系统有效提升了车辆抵抗模型参数变化和非线性的性能。……