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基于非线性MPC的分布式驱动电动汽车转矩协调控制

2021-07-14庄元强张邦基

振动与冲击 2021年13期

庄元强, 吴 洋, 张邦基, 胡 文

(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082)

随着能源短缺和环境污染等问题日益突出,电动汽车技术作为解决这些问题的关键手段之一,受到了广泛地关注[1]。除了节能和环保的优势外,电动汽车的安全性同样是人们所关注的焦点。当其在高速过弯、变道以及在低附着路面转向等情况下,很容易因轮胎力达到附着极限而发生失稳,使得车辆处于危险工况。而分布式驱动电动汽车(distributed driven electric vehicle,DDEV)作为全新形式的电动汽车,具有各轮转矩单独可控、转矩响应快速和执行精确等性能优势,极大地提高了车辆的操纵的灵活性,也为车辆稳定性控制提供了良好的前提。因此,针对DDEV开展的稳定性控制研究具有重要的意义。

近年来,国内外学者在DDEV稳定性控制方向开展了大量的研究工作[2~9],王进等[4]提出了以横摆角速度及质心侧偏角为控制目标的模糊滑模横向稳定性控制,但是仅采用平均分配实现附加横摆力矩控制,忽略了轮胎动态响应的差异。Liang等[5]基于轮胎动态载荷变化来分配转矩,提高汽车的横向稳定性。罗剑等[6]提出了一种基于模型预测控制的4轮制/驱动力矩协调控制策略,改善极限工况下的车辆稳定性。在联合控制策略领域也有不少学者开展研究工作,袁希文等[7]针对DDEV以实现车辆主动安全性同时兼顾制动能量回收为目标,提出一种主动前轮转向与电液复合制动集成的控制策略。余卓平等[8]设计了转矩矢量分配控制策略,利用纵向力分配算法将两者结合形成差动助力转向/转矩矢量分配联合控制策略。……

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