基于小波控制的电动汽车稳定性研究（双语出版）

针对前轮独立驱动电动汽车,研究一种基于小波控制器的驱动稳定性控制系统。为提高车辆对开路面的行驶稳定性,根据驱动轮等转矩分配控制策略,提出基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略。针对矢量控制中的电流控制,提出基于离散小波变换的电流控制器。通过CarSim/Simulink建立前轮独立驱动电动汽车联合仿真平台,进行不同工况整车性能仿真与分析,并基于A&D5435快速原型开发平台进行实车试验。仿真与试验结果表明：基于小波控制器的驱动控制系统不仅提高了车辆对开路面行驶的稳定性,而且具有更平滑、更快速的转矩响应;对开路面工况下,提出的控制策略左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.43%和3.56%;等转矩分配控制策略下,左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.86%和3.25%,表明了试验与仿真的一致性;对开路面仿真工况下,相比于驱动轮等转矩分配控制策略,基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略的车辆峰值质心侧偏角降低了79.57%,侧向跑偏距离降低了73.39%。     

五轴混动汽车电子差速控制策略研究

随着新能源汽车的深入研发,电机驱动控制技术的要求也越来越高,文章主要针对多轴增程式混合动力汽车驱动控制策略进行研究,提出电机驱动控制器设计架构以及电子差速控制策略,通过仿真以及实车测试对文章所提出的驱动控制策略进行验证。     

基于微分几何的四轮独立驱动车辆运动解耦控制研究

针对车辆在纵向运动和横摆运动时的强耦合关系给车辆动力学控制带来的困难，以四轮独立电驱动车辆作为研究对象，基于微分几何理论设计了车辆系统运动解耦控制方法，将非线性强耦合的四轮驱动车辆动力学系统解耦为纵向和横向两个相对独立运动控制子系统，并设计了鲁棒控制器，以提高抵抗车辆行驶时不确定外力如侧风的干扰能力。基于 Trucksim 软件建立四轮驱动车辆模型，并针对车辆解耦控制策略和抗干扰策略进行了仿真测试。结果表明，相比于无解耦控制的车辆，采用微分几何解耦控制的四轮独立驱动车辆纵向速度偏差降低了 82.1%，横摆角速度偏差降低了80.7%，且微风干扰下的抗干扰能力明显改善，车辆稳定性显著提升。为验证该运动解耦控制策略在实时系统中的控制效果，还进行了硬件在环试验，结果表明，硬件在环试验的结果与仿真结果一致。     

插电式四驱强混汽车整车控制策略开发

在介绍和分析四驱强混系统架构和零部件功能特性的基础上,系统地提出了插电式四驱强混汽车的整车控制策略开发方法,包括考虑整车舒适性的减振控制、整车经济性的再生制动控制和整车驱动模式的切换、AMT换挡控制等策略。由Matlab/Simulink搭建整车控制策略模型并生成代码,目前策略已在奇瑞自主开发的整车控制器上得以实现,并完成了在整车仿真平台上的仿真验证和在插电式混合动力样车上的试验验证,通过对试验数据的分析,验证了该控制策略的可行性。     

Lateral stability control of dynamic steering for dual motor drive high speed tracked vehicle

In this paper, the torque and power required by dual motors for electric tracked vehicle during dynamic steering maneuvers with different steering radiuses are analyzed. A steering coupling drive system composed of a new type of center steering motor, two Electromagnetic (EM) clutches, two planetary gear couplers, and two propulsion motors is proposed for the dual motors drive high speed electric tracked vehicle (2MHETV), which aims to improve its lateral stability. An average torque direct distribution control strategy based on steering coupling and an optimization-distribution-based close-loop control strategy are designed separately to control the driving torque or regenerative braking torque of two propulsion motors for vehicle stability enhancement. Then models of the 2MHETV and the proposed control strategy are established in Recudyn and Matlab/Simulink respectively to evaluate the lateral stability of dynamic steering for the 2MHETV with different steering radiuses on hard pavement.The simulation results show that the lateral stability of the 2MHETV can be significantly improved by the proposed optimization-distribution-based close-loop control strategy based on steering coupling system.     

混合动力清扫车整车控制策略设计

对传统清扫车的工作原理以及整车各工作部分的功率需求进行了分析,提出了一种新型的油电混合动力清扫车整车设计方案。依据该方案的整车控制系统结构,制定出混合动力清扫车油门踏板控制策略、驱动电机扭矩控制策略、发动机转速闭环控制策略以及高压电控制策略,以满足整车功能需求。     

轮毂液驱车辆助力模式温度补偿控制策略

轮毂液驱车辆是在传统重型商用车基础上加装一套轮毂液压驱动系统,使其在低附着路面下具有较高的牵引性能。在轮毂液驱车辆助力模式下,针对液压系统油液温度升高引起的系统泄漏量增加、控制精度降低等问题,提出一种温度补偿控制策略。根据考虑系统损失的流量连续性原理和轮速跟随思想,提出了基于温度补偿的多因素泵排量控制策略,并通过MATLAB/Simulink和AMESim联合仿真平台对该控制策略进行了验证。仿真结果表明：温度补偿策略补偿了系统的流量损失,满足了实际轮速跟随需求,提高了总牵引力。同时,通过HIL试验证明了温度补偿策略在实车上依然能达到仿真时的控制效果,对轮毂液驱车辆的实际开发具有理论指导意义。     

纯电动客车整车驱动控制分析与研究

针对纯电动客车系统方案,分析了整车驱动控制策略,包括加速转矩控制、制动能量回馈、驻坡、怠速爬行等功能,以满足整车驾驶性能要求。     

单电机强混合动力电动车辆的动态协调控制

为减小或消除单电机式强混合动力电动车辆在纯电动模式与发动机驱动模式间切换时产生的动力系统冲击,提出了发动机起动过程的转矩协调控制策略和发动机退出过程的转矩补偿控制策略.转矩协调控制策略包括起动模式下的发动机起动阻力转矩补偿控制和调节模式下的发动机过冲转矩平衡控制,转矩补偿控制策略利用电机补偿发动机退出过程中动力系统转矩的变化.台架和实车试验结果表明了该动态协调控制策略可确保发动机的快速平稳起动和发动机退出时不产生动力系统冲击.     

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。     

分布式电驱动车辆力矩分配控制研究现状综述

分布式电驱动车辆具有控制灵活度高、传动链短、结构紧凑、传动效率高、空间布置利用率高等特点,独特的结构特点与驱动方式令其在充分挖掘车辆动力学控制潜力、增强车辆安全性、提升驱动效率、简化底盘结构等方面带来明显的技术革新,为高性能车辆控制技术提供硬件载体。然而,作为过驱动、多约束、车辆纵向-横向-垂向运动行为强非线性耦合系统,分布式电驱动车辆在车辆动力学控制、车辆行驶经济性控制、协同控制等方面仍面临理论与技术挑战。基于此,综合国内外前沿分布式电驱动车辆力矩分配控制策略研究,主要从控制框架、稳定性控制、能效控制、兼顾稳定性与经济性控制4个方面重点阐述当前发展现状,设计并对比分析应用案例,从不同角度对力矩分配的发展方向进行展望,旨在为先进分布式电驱动车辆高性能力矩分配控制器开发提供参考。     

并联混合动力电动汽车的转矩控制策略

讨论了并联混合动力电动汽车的能量管理策略,阐述了一种基于规则转矩的控制策略,并在ADVISOR2002仿真软件上结合模型作了仿真分析。仿真试验证明这种转矩控制策略是一种合理的能量优化管理策略,提高了并联式混合动力电动汽车系统效率,获得了整车最大的燃油经济性、最低的排放以及平稳的驾驶性能。     

电容式混合动力轿车整车控制策略研究

设计开发了双离合器、单轴并联ISG电机结构的电容式混合动力轿车。深入研究该混合动力系统控制策略,对车辆运行工况进行了严格划分,优化了各工况下发动机、电机的扭矩分配。通过大量台架标定实验对各工况入口参数及控制参数进行了优化匹配,并在Matlab/Simulink仿真平台和转毂试验台架上对该控制策略进行了验证。     

Brushless PM machine drive in electric and hybrid electric vehicles based on the space vector current control

This paper presents a space vector current controller for a brushless permanent magnet motor in electric and hybrid electric vehicles. The proposed current controller selects space vectors based on the sector selection under a three-level hysteresis comparator to decrease the current ripple. The proposed approach can improve the performance of a brushless PM drive such as the average switching frequency and the total harmonic distortion (THD) compared with the conventional hysteresis current control. The experiment is performed first to verify the proposed control. Then, the method is implemented in a hybrid electric vehicle simulation model with standard driving cycles based on the control strategy to evaluate the drive performance in the vehicle system. The experimental and simulation results indicate that the presented control can improve the performance of the brushless PM machine drive.     

Observer-based clutch disengagement control during gear shift process of automated manual transmission

A clutch disengagement strategy is proposed for the shift control of automated manual transmissions. The control strategy is based on a drive shaft torque observer. With the estimated drive shaft torque, the clutch can be disengaged as fast as possible without large driveline oscillations, which contributes to the reduction of total shift time and shift shock. The proposed control strategy is tested on a complete powertrain simulation model. It is verified that the system is robust to the variations of driving conditions, such as vehicle mass and road grade. It is also demonstrated that the revised system with switched gain can provide satisfactory performance even under large estimation error of the engine torque.     

Vehicle systems: coupled and interactive dynamics analysis

This article formulates a new direction in vehicle dynamics, described as coupled and interactive vehicle system dynamics. Formalised procedures and analysis of case studies are presented.

An analytical consideration, which explains the physics of coupled system dynamics and its consequences for dynamics of a vehicle, is given for several sets of systems including: (i) driveline and suspension of a 6×6 truck, (ii) a brake mechanism and a limited slip differential of a drive axle and (iii) a 4×4 vehicle steering system and driveline system.

The article introduces a formal procedure to turn coupled system dynamics into interactive dynamics of systems. A new research direction in interactive dynamics of an active steering and a hybrid-electric power transmitting unit is presented and analysed to control power distribution between the drive axles of a 4×4 vehicle. A control strategy integrates energy efficiency and lateral dynamics by decoupling dynamics of the two systems thus forming their interactive dynamics.     

轮边驱动电动客车制动能量回收控制策略研究

针对轮边驱动纯电动客车,结合国家标准、车速及电池SOC等因素综合制定可最大程度回收制动能量的控制策略。通过AVL CRUISE与MATLAB/Simulink对该策略进行联合仿真分析。     

基于驾驶人转向意图的双电机驱动电动汽车稳定性控制策略

为了使双电机驱动电动车在车辆稳定性控制过程中能够精确解读驾驶意图,使车辆实际行驶状态与驾驶意图期望的车辆行驶状态尽可能相符合,提出一种基于驾驶人意图辨识的稳定性控制策略.利用基于支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)得到的特征参数构建基于长短期记忆(LSTM)模型的驾驶人转向意图辨识模型;基于转向意图识别结果,以方向...     

插电式混合动力四轮驱动SUV控制策略研究

基于无级变速可插电混合动力四轮驱动SUV系统,对其运行模式及控制策略进行研究分析,并基于MATLAB/SIMULIk/stateflow建立了整车的控制策略模型,利用Mototron快速原型开发工具对其策略进行实车验证,结果表明:该控制策略下,整车模式切换平顺,混合动力模式下城市工况下节油超过25%。     

轮毂电机驱动车辆驱动力控制研究

轮毂电机驱动车辆各轮转矩精确可控且响应迅速的特点适用于越野工况，但越野路面起伏不一且附着条件多变，因此，开发基于越野工况辨识的车辆驱动力控制策略，对提升轮毂电机驱动车辆的纵向行驶稳定性具有重要意义。基于动力学模型分析路面附着与路面几何特征，确定可用于越野工况辨识的车辆特征参数集；针对车轮悬空垂向载荷估计失真现象，且由于地面垂向力的实际变化导致车辆垂向载荷分配比例的改变，修正了垂向载荷的计算；利用各特征参数的差异与越野工况的映射关系判定工况属性，采用模糊识别法界定4种地形工况；驱动力控制上层考虑工况与驾驶员影响因素，通过越野工况辨识结果决策驱动利用系数，作为前馈期望转矩调节权重；中层通过四轮垂向载荷得到转矩分配系数，设计驱动力分配算法；下层针对车辆在越野工况下出现车轮滑转与悬空状态，对车轮进行动态转矩补偿。仿真测试与实车验证表明，越野工况辨识结果与预期相符，驱动力控制策略综合优化了车辆稳定性和动力性。