通過主動前輪轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)基于側(cè)向輪胎力魯棒控制的電動汽車運動控制

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通過主動前輪轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)基于側(cè)向輪胎力魯棒控制的電動汽車運動控制

闡述了一種基于側(cè)向輪胎力魯棒控制的新型電動汽車運動控制方法，用以提高汽車的穩(wěn)定性和操控性。汽車在轉(zhuǎn)向過程中的運動由輪胎所受到的側(cè)向力完成，因此獲得輪胎受力情況的實時信息有利于對車輛運動進行更好的控制。由于輪胎側(cè)向力可以由車輪六分力傳感器直接測量得到，所以通過主動前輪轉(zhuǎn)向可以直接實現(xiàn)輪胎側(cè)向力控制。在控制器的設(shè)計中，采用了一個魯棒控制方法，即帶有擾動觀察器的二自由度控制，從而提高汽車的循跡能力。首先，建立二自由度車輛系統(tǒng)模型，為能夠準確描述輪胎力的產(chǎn)生，同時建立輪胎模型。傳統(tǒng)的輪胎模型大多是魔術(shù)公式輪胎模型，但該輪胎模型是基于輪胎試驗臺所得到的試驗數(shù)據(jù)和輪胎參數(shù)而建立的模型，不能實時應(yīng)用在車輛控制系統(tǒng)上，所以為了簡化計算，建立了線性輪胎力模型。然后，基于這種具有實時性的車輛模型和輪胎模型，進行運動控制算法的研究。在完成算法的研究之后，應(yīng)用小增益定理討論了所設(shè)計的運動控制器穩(wěn)定性。最后，將這套運動控制器應(yīng)用在一輛用于試驗研究的輪轂電機驅(qū)動純電動汽車上，場地試驗的車輛條件設(shè)置為恒定車速、轉(zhuǎn)向盤角階躍，通過手動切換控制器介入運動控制，采用前輪驅(qū)動。通過對比橫擺角速度、車輛運動軌跡、側(cè)向加速度等參數(shù)，驗證了所開發(fā)的這種汽車運動控制器的有效性。

刊名：Transactions on Mechatronics（英）

刊期：2014年第1期

作者：Kanghyun Nam et al

編譯：吳玉杰