多轮分布式电驱动车辆双重转向分层控制系统设计*
2021-09-30陈路明廖自力
汽车工程 2021年9期
陈路明,廖自力,张 征
(陆军装甲兵学院兵器与控制系,北京100072)
前言
轮式车辆一般依靠转向机构进行转向,在良好路面条件下具有较好的转向性能[1]。履带式车辆通常采用滑移转向,这种转向方式虽然存在履带磨损严重、功率消耗大等缺陷,但在路面条件不佳时,滑移转向是一种较为有效的转向方式[2]。
为使车辆适应不同行驶工况,研究者设计了多种车辆动力学控制系统。其中,直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)是一种应用较为广泛的行驶控制技术[3]。DYC系统一般通过PID控制、最优控制、H∞控制和滑模控制(sliding mode control,SMC)等方法对车辆运动进行跟踪,然后将力(力矩)需求分配至各个执行器[4-5]。分布式电驱动车辆通常装配多个轮毂电机或轮边电机,各个驱动电机相互独立,可控性强、响应速度快,能够实现驱动∕制动状态间的快速切换,此外电机转速、转矩信息比较容易获得,便于进行信息交互和信息融合,为车辆直接横摆力矩控制带来了独特的优势[6]。
与普通四轮驱动车辆相比,多轮车辆的行驶工况更加恶劣,通常需要在低附着路面、变附着路面甚至越野条件下保持机动,有时还要面临紧急变道、小半径转向、高速转弯等特殊工况,因此需要在道路识别基础上,根据不同工况条件,对这类车辆进行有针对性地转向控制[7-9]。
本文中根据多轮分布式电驱动车辆特点,将轮式车辆自然转向与履带式车辆滑移转向相结合,设计了一种基于DYC的双重转向控制系统。在横摆力矩决策层,根据挡位、加速踏板和转向等输入信号解析驾驶员意图;……
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