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通過(guò)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)基于側(cè)向輪胎力魯棒控制的電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)控制

闡述了一種基于側(cè)向輪胎力魯棒控制的新型電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)控制方法，用以提高汽車(chē)的穩(wěn)定性和操控性。汽車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)信息有利于對(duì)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)進(jìn)行更好的控制。由于輪胎側(cè)向力可以由車(chē)輪六分力傳感器直接測(cè)量得到，所以通過(guò)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向可以直接實(shí)現(xiàn)輪胎側(cè)向力控制。在控制器的設(shè)計(jì)中，采用了一個(gè)魯棒控制方法，即帶有擾動(dòng)觀(guān)察器的二自由度控制，從而提高汽車(chē)的循跡能力。首先，建立二自由度車(chē)輛系統(tǒng)模型，為能夠準(zhǔn)確描述輪胎力的產(chǎn)生，同時(shí)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(yàn)臺(tái)所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和輪胎參數(shù)而建立的模型，不能實(shí)時(shí)應(yīng)用在車(chē)輛控制系統(tǒng)上，所以為了簡(jiǎn)化計(jì)算，建立了線(xiàn)性輪胎力模型。然后，基于這種具有實(shí)時(shí)性的車(chē)輛模型和輪胎模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器穩(wěn)定性。最后，將這套運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用在一輛用于試驗(yàn)研究的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)上，場(chǎng)地試驗(yàn)的車(chē)輛條件設(shè)置為恒定車(chē)速、轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍，通過(guò)手動(dòng)切換控制器介入運(yùn)動(dòng)控制，采用前輪驅(qū)動(dòng)。通過(guò)對(duì)比橫擺角速度、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)軌跡、側(cè)向加速度等參數(shù)，驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)的這種汽車(chē)運(yùn)動(dòng)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