基于差力主动转向的电动轮车耦合动力学控制研究

摘要

电动汽车在差力主动转向时容易出现过多转向或者不足转向，与此同时电动车在转向时制动容易出现打滑。　　为此本文建立了基于四自由度车辆模型的差力主动转向模型。并将四自由度车辆动力学模型的多输入—多输出模型转化为单输入—单输出的传递函数模型，以便分析单个输入量对单个输出量的响应，并将四自由度车辆模型转化为状态空间方程模型，应用李雅普诺夫稳定性原理和卡尔曼稳定性理论分析了系统的稳定性和可控性、可观性，通过稳定性理论的分析表明本文所建立的四自由度模型稳定并且可控可观。将计算出来的状态空间方程模型标定为被控对象，选取国内某电动车的参数代入状态空间模型，将计算出来的理想模型设定为参考模型，同时设计了自适应控制策略中的模型参考自适应控制策略对车辆进行控制。　　整个控制过程是分别针对单个输出量进行控制，使车辆系统在差力主动转向的时具有良好的稳定性，各项性能指标均能达到良好的水平，仿真数据整体超调量较小，且逐渐稳定。针对车辆在差力主动转向时出现紧急制动的工况下，对电动轮车的滑移率和轮胎侧偏角进行控制，建立七自由度整车模型与ABS联合仿真模型用以解决电动车制动时的操纵稳定性，设计的ABS控制方法运用逻辑门限值控制策略，但本文设计出的逻辑门限值控制不同于传统逻辑门限值控制，将传统的控制策略原来的减压至角减速度-a停止变为至+a停止，仿真数据表现出了车轮在转向制动时具有较好操纵稳定性，轮胎滑移率始终保持在最佳滑移率，没有出现车轮抱死状态，轮胎侧偏角表现良好。

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