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四轮独立驱动电动汽车的电机转矩分配策略研究
| 论文题名： | 四轮独立驱动电动汽车的电机转矩分配策略研究 |
| 关键词： | 四轮独立驱动电动汽车;电机结构;转矩分配;路面附着系数;横摆力矩 |
| 摘要： | 四轮独立驱动电动汽车作为分布式电动汽车的重要形式，有其独特的优点，如结构简单、效率高等，在未来会有良好的发展前景。对于这种特殊形式的电动汽车，有针对性的能够充分发挥该平台优势的电子稳定控制程序也是必不可少的。本文立足于直接横摆力矩控制（DYC）的控制方式，针对四轮独立驱动电动汽车，提出一种考虑路面附着系数影响和各轮对横摆力矩贡献差异的电机转矩分配策略，该策略充分考虑各个轮胎对产生横摆力矩的贡献不同，并且在不同的路面附着状况下，实现对车辆稳定性的适应性控制。 首先，为了满足研究的需要，同时平衡重点研究内容和模型复杂度之间的关系，本文建立了轮胎模型和七自由度动力学模型。 其次，本文基于四轮独立驱动电动汽车的特性，进行了一些重要状态参数的观测。采用动力学方程的形式估计轮胎各个坐标方向上的轮胎力。建立基于无迹卡尔曼滤波的观测办法估计质心侧偏角。同时，对于精度要求并不高的路面附着系数观测，无需特地建构其他算法，结合前段中的轮胎模型和无迹卡尔曼滤波算法，就可以得到满足本文要求的每个轮胎对应的路面附着系数。并以最安全原则考虑，可以将四个轮胎中对应最小的系数，作为整个控制算法的参考量。 之后基于控制分配问题分层控制的结构，本文设计上层横摆运动控制和下层电机转矩分配策略。横摆运动控制基于趋近律滑模控制方法，以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量，考虑侧偏刚度受垂向载荷的影响，计算整车所需的期望横摆力矩；本文充分考虑各个轮胎对产生横摆力矩的贡献差异，同时测试不同路面附着系数下能够保持稳定的最高车速，提出一种考虑路面附着系数影响和各轮对横摆力矩贡献差异的电机转矩分配策略。同时，为了减少在实物上的计算量，采用粒子群算法对该电机转矩分配策略进行改进。 最后，本文进行硬件在环实验，验证所提出的电机转矩分配策略的可行性。 |
| 作者： | 王俊杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 殷德军;朱振宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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