電動(dòng)汽車縱向動(dòng)力學(xué)非線性分級(jí)控制策略

電動(dòng)汽車縱向動(dòng)力學(xué)非線性分級(jí)控制策略

近些年來，現(xiàn)代自動(dòng)控制工具已經(jīng)被應(yīng)用于處理許多車輛的控制問題，例如軌跡跟蹤、電源優(yōu)化管理和直接轉(zhuǎn)矩控制等。另一方面，電動(dòng)汽車上的電力推進(jìn)系統(tǒng)在汽車工業(yè)和研究領(lǐng)域都受到了廣泛關(guān)注。電動(dòng)汽車根據(jù)配置、功能和電源可以分為不同種類，通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的間接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車和輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。將直流單電機(jī)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)前輪的過程中，電動(dòng)汽車的縱向運(yùn)動(dòng)控制問題一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。提出了一種直流電機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的縱向動(dòng)力學(xué)非線性分層控制策略，包括電動(dòng)汽車的動(dòng)力學(xué)建模和控制器設(shè)計(jì)兩部分。電動(dòng)汽車的模型，包括兩輪汽車動(dòng)力學(xué)模型和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型，之后二者結(jié)合建立了完整的狀態(tài)空間方程。在進(jìn)行汽車底盤動(dòng)力學(xué)建模時(shí)，基于了空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)和道路坡度變化的基本定律。在表示由于輪胎變形造成的縱向滑移時(shí)，則基于Kiencke模型。盡管車輛動(dòng)力學(xué)具有高度非線性特性，但是完整的模型還是被證明了可以利用到縱向動(dòng)力學(xué)控制器設(shè)計(jì)中。控制器設(shè)計(jì)是使用反推設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的自適應(yīng)分層非線性控制策略。策略中考慮到了空氣動(dòng)力學(xué)影響、道路坡度變化和直流電機(jī)的特點(diǎn)等方面。自適應(yīng)分層控制器包含外層循環(huán)控制器和內(nèi)部監(jiān)管控制器。通過仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，控制器可以使電動(dòng)汽車在風(fēng)速和其它參數(shù)不確定的情況下，在加速和減速階段使汽車車速控制得令人滿意。

刊名：Journal of Dynamic Systems,Measurement, and Control（英）

刊期：2014年第1期

作者：K.El Majdoub et al

編譯：陳鵬飛