基于四轮独立驱动独立转向操纵杆式汽车综述

四轮独立驱动独立转向电动汽车必定是未来发展的方向,针对四轮独立驱动独立转向电动汽车的发展和国内外研究现状,论文进行了综述。首先介绍四轮独立驱动独立转向电动汽车的结构和控制特点,对四轮独立驱动独立转向电动汽车国内外研究现状概括并进行说明。并对四轮独立驱动独立转向操纵杆式电动汽车提出一些存在的问题,并展望未来操纵杆转向系统的发展趋势。     

四轮独立驱动与转向电动汽车四轮转向研究综述

四轮独立驱动与转向电动汽车作为分布式电动汽车的一种,通过四个轮毂电机分别独立控制各个车轮的转角和转矩而取代了传统汽车的分动器等其他机械结构,简化了车辆的底盘结构,同时又为车辆的各种控制提供了便利条件。文章介绍了四轮独立驱动与转向电动汽车转向控制的研究背景和特点,对国内外的研究情况进行了阐述,提出四轮转向控制的发展方向。     

线控转向四轮独立驱动电动汽车建模与仿真研究

针对线控转向四轮独立驱动电动汽车建模问题,论文应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真进行了整车模型的搭建与仿真分析。确定了线控转向系统中的动力学微分方程,基于Matlab/Simulink软件建立了线控转向系统模型,将Car Sim中的内燃机模型修改为四轮独立驱动电动汽车模型,并将线控转向系统模型嵌入到Car Sim中去,搭建了线控转向四轮独立驱动电动汽车整车模型。选取方向盘角阶跃工况对所建立的模型进行仿真验证。结果表明:线控转向四轮独立驱动电动汽车具有良好的响应特性。     

基于再生制动的四轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向控制研究

以全轮转向的四轮毂电机独立驱动电动汽车为对象,研究利用再生制动进行差速转向控制问题.即利用再生制动方式控制电动汽车各个车轮以不同速度转动,在达到转向目的的同时回收制动能量.在已经设计完成的电动汽车样车基础上,设计了一套电机驱动和基于再生制动的双阀值追踪差速转向控制方案,并通过实车试验验证了该方案的可行性.     

四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略研究

对四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略进行研究,建立了整车控制系统,提出了基于滑模变结构算法的转速转矩协调控制策略;基于Ackermann-Jeantand转向模型计算车辆转向所需的四轮差速,通过滑模控制器和转矩分配模块计算车辆稳定所需的四轮转矩,在车辆差速行驶的同时协调分配四轮的转矩。仿真结果表明,该控制方法简单有效,能提高电动汽车转向的稳定性和操纵性。     

基于MPC的四轮转向车爆胎稳定性控制

四轮独立转向驱动汽车相比传统车辆具有更多控制自由度,具备在高曲率跟踪精度好,低附着路面操纵稳定性优越的特点。本文针对车辆在轨迹跟踪中所面对的低附着、爆胎等紧急工况,本研究采用模型预测控制理论,针对四轮转向电动汽车的横摆稳定性问题进行了探究。以横摆角速度和横向误差为控制目标,计算出最优四轮转角和直接横摆力矩,下层采用最优转矩分配并考虑轮胎摩擦圆约束,以实现对四轮驱动电动汽车的稳定性控制。在CarSim/Simulink联合仿真整车模型中,采用参数化建模设置整车参数。通过双移线爆胎工况仿真实验分析,所提出的策略能够有效地提高四轮驱动电动汽车的轨迹跟踪精度,从而提高整车的行驶稳定性。     

四轮独立驱动电动汽车四轮转向控制与仿真研究

针对四轮独立驱动电动车四轮转向控制,论文研究了基于阿克曼转角的控制策略。给出了整车控制原理,设计了驱动力分配器和基于阿克曼转向原理的四轮转角分配器,应用Car Sim与Matlab/Simulink搭建了整车模型和编写了控制策略程序,选取双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明:设计的四轮独立驱动电动车四轮转向控制策略能够保证汽车具有良好的操纵稳定性。     

四轮独立驱动纯电动汽车驱动防滑控制

本文研究四轮独立驱动(4WID)纯电动汽车的驱动防滑(ASR),提出基于门限角加速度和滑转率的模糊滑转率控制方法。利用4WID电动汽车驱动力矩独立可控,转速和驱动力矩容易获得的特点,以实际角加速度与门限角加速度之差和实际滑转率作为模糊控制器输入,使得实际角加速度接近门限角加速度,控制各轮的驱动力矩实现驱动防滑。与PID控制进行对比,仿真结果表明,基于门限角加速度的模糊滑转率控制,能有效的降低滑转率,抑制驱动轮的滑转,提高了电动汽车在低附着路面加速行驶的稳定性和安全性。     

双模耦合驱动智能电动汽车对开坡道行驶稳定性控制

分布式驱动智能电动汽车可以通过独立分配各轮驱动力矩来保证在对开坡道行驶时的通过性,但对各轮力矩输出具有很高要求且难以保证车辆侧向稳定性。为解决上述问题,基于所发明的具备集中式和分布式耦合驱动功能的双模耦合驱动系统,提出了协同耦合式驱动防滑和主动转向的对开坡道行驶稳定性控制方法。首先,建立了整车模型,分析了在对开坡道上采用双模耦合驱动提升车辆通过性的动力学机理;其次,设计了基于耦合式驱动防滑与主动转向协同的行驶稳定性控制系统,包括可以实现最优滑转率控制的上层驱动防滑控制器、用于减少控制超调量并抵消差动驱动附加转向的主动转向前馈控制器以及为解决车速干扰的基于T-S模糊化模型预测控制的主动转向反馈控制器;最后,开展了对开坡道行驶稳定性控制效果离线仿真和实车试验验证。研究结果表明：在10%的对开坡道上,耦合式驱动比分布式驱动的爬坡能力提升了41.32%;对比无前馈协同控制,所提出的协同控制方法可将侧向位移误差量减少68%,调整时间缩短10.81%。所提出的控制方法不仅能极大提升整车对开坡道的动力性和通过性,还可以很好地保证其方向稳定性。     

基于整车模型的PEV理想横摆角速度确定方法

四轮独立驱动的纯电动汽车(Pure Electric Vehicle,PEV)的理想横摆角速度确定方法不同于传统汽车。为了使电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)控制系统介入的时机更为恰当,提高车辆对驾驶员意图的响应性能以及避免系统介入不适当对驾驶员正常行驶意图的干扰,针对一种由4个轮毂电机独立驱动的PEV,在线性二自由度模型确定车辆理想横摆角速度的基础上,利用Matlab/Simulink建立七自由度整车模型,考虑不同路面附着系数和各轮垂直载荷的影响,提出了适用于四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的修正算法。通过对固定前轮转向角的纯电动汽车在纯路面、对接路面以及分离路面上理想横摆角速度随车速变化的仿真结果进行分析,得出了PEV理想横摆角速度的变化规律,为四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的确定提供了理论基础。     

电动轮驱动的电动汽车动力学仿真

采用自然坐标系下的整车动力学模型,模拟变速或转向过程中可能存在的变化情况,进行了四电动轮独立驱动的电动汽车仿真。仿真试验表明,在变速或转向的过程中,各轮的输出转矩可能会有较大差异。因此在此类电动汽车的设计中应当充分考虑对变速或转向时各轮的转矩加以控制,以提高操控性能。     

4WID-EV的自动差速原理及控制策略

针对研究四轮独立驱动电动汽车差速行驶问题时仅以动力轮为研究对象而忽略车架内力调节作用的局限性.建立含有车架内力和车轮侧向力的汽车纵向动力学数学模型.通过对模型中各车轮的受力细分,研究四轮独立驱动电动汽车的自动差速原理,并制定“次最优转矩组合”的控制策略.在ADAMS中构建该车辆虚拟样机并对其数学模型、差速性能、控制性能进行仿真验证.结果表明,数学模型准确,车辆的自动差速性能和控制性能更佳.     

分布式驱动电动汽车转向工况转矩分配控制研究

针对分布式驱动车辆转向工况在低速下期望提高转向机动性能,高速下期望保证行驶稳定性的需求,充分考虑转向行驶内外侧车轮的转向关系以及车辆动力学,制定了适应车速变化的四轮转矩分配策略,建立了四轮轮毂电机驱动模型以及二自由度参考模型。为了改善分布式驱动转向机动性能,建立自抗扰控制器调整内外侧车轮转矩,形成合理的转速差,减小转向半径,以提高转向机动性;对于高速转向行驶稳定性的需求,通过二次规划方法优化分配各车轮驱动力矩,分析轮胎纵横向附着裕度建立目标函数,并加入附加横摆力矩和路面附着力的限制,进行车轮驱动转矩的在线优化分配,提高车辆转向行驶的稳定性;另外为避免2种控制模式转换时驱动转矩突变,根据车速和稳定性参数制定模糊规则决策2种模式的协调系数,保证2种控制模式的平滑过渡。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,并搭建硬件在环平台进行试验,对所提出的方法进行验证。结果表明：在低速转向工况下,提出的分配策略能够调节内外侧车轮产生差速效果,与转矩平均分配的策略相比,转向半径有所减小,提高车辆机动性;高速转向工况下,分配策略能够保证车辆稳定转向,与未考虑稳定性控制的分配策略相比,能更好地跟踪目标轨迹,且横摆角速度控制在参考横摆角速度附近,证明了所提控制策略的有效性。     

四轮独立转向电动汽车转向控制方法

本文中对四轮独立转向电动汽车的转向控制方法进行研究。首先,基于前轮转向车辆的理想横摆角速度模型,建立四轮独立转向2自由度动力学模型。接着,以四轮侧偏角之和绝对值最小化作为优化目标函数,以质心侧偏角为零和理想横摆角速度作为约束条件,采用线型优化算法求解系统前馈控制器。再以轮胎侧偏角和横摆转矩为输入建立线性控制模型,运用最优区域极点配置方法设计反馈控制器。最后,建立人-车-路闭环仿真系统,分别进行双移线道路仿真实验和对开路面上的行驶仿真实验。结果表明,控制器能根据路面附着情况分配各轮转角,保证车辆跟踪理想状态。实车双移线实验进一步验证了控制器对车辆理想状态良好的跟踪精度。     

四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略研究

电动化、智能化是汽车未来的发展趋势,分布式电动汽车近年来发展迅速,四轮独立驱动电动汽车作为其中的一种形式,在很多方面具有有优于传统汽车的控制优势。文章对四轮独立驱动电动汽车的驱动控制策略进行研究,采用神经网络PID控制设计横摆力矩控制器保证汽车的侧向稳定性,以保持车轮的最佳滑移率为目标研究了驱动防滑控制,通过实验验证驱动防滑策略能够有效防止车轮打滑和严重失稳现象。研究表明:该驱动控制策略能够对四轮驱动汽车的驱动力矩进行合理分配,能确保车轮在附着系数不均路面上具有足够的驱动力。     

电动汽车多电机独立驱动技术研究综述

多电机独立驱动电动汽车是电动汽车发展中的重要方向之一,其多电机驱动系统的协调控制及可靠性问题是亟待解决的首要问题。针对由多台轮毂电机驱动及线控技术为特征的分布式四轮独立驱动(4WID)电动汽车,介绍了其驱动系统在电子差速、主动安全控制、多电机转矩协调、容错控制等方面的研究现状,指出了多电机独立驱动电动汽车研究尚存的问题,并探索了该领域今后的研究方向与趋势。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。     

全方位移动微型电动车四轮独立转向系统设计与仿真分析

在研究线控四轮转向技术基本原理的基础上,设计了全方位移动电动汽车的线控四轮转向系统转向模式。四轮能实现±90°偏转的四轮转向技术,可实现任意角度的平移,绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。运用Simulink软件建立四轮独立转向模型,分析了所设计的四轮转向控制算法的可实现性。     

四轮独立驱动/转向电动汽车的无线控制系统设计

为使四轮独立驱动/转向电动汽车在无线指令下完成相应的行驶任务,根据测试需求,开发了无线控制系统,实现了上位机对车辆的无线控制。选用ZigBee作为通信模块,设计上位机控制软件,运用Python语言编写车载信息处理单元的主程序,完成无线控制系统的开发,经标定后进行台架和实车测试。测试结果表明,该系统可以正常运行,实现控制指令传送、状态数据显示等功能,可应用于智能驾驶或无人驾驶车载环境典型样本的收集和控制策略学习。     

分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制仿真

本文研究通过直接横摆力矩控制来提高分布式驱动电动汽车稳定性问题。针对充分发挥四轮独立驱动电动汽车各电机独立可控的特点来提高车辆稳定性的问题,提出了基于滑模变结构控制原理的车辆稳定性分层控制策略。其中,以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量,设计了上层附加横摆力矩层。考虑地面附着条件和电机外特性约束,设计了下层动态转矩分配层。通过Simulink与Carsim联合仿真表明,所设计控制策略提高了车辆的稳态行驶能力,增强了车辆的横向稳定性,控制策略行之有效。