基于分布式驱动汽车的分层式控制系统设计

目前汽车之所以没有广泛采用轮毂电机驱动车轮,其一是考虑成本,其二是轮毂电机的搭载大大增加了簧下质量,对车辆行驶过程中的操纵稳定性有较大影响。以分布式驱动汽车为研究对象,设计分层式控制系统:上层控制器对车辆总横向运动进行解耦控制,其中纵向采用PID控制跟踪纵向车速,横向设计滑模控制器计算所需方向盘转角;中间层采用模糊控制计算维持车辆行驶稳定性所需附加横摆力矩;底层以轮胎附着利用率为优化目标对力矩进行最优分配。对比仿真试验表明:分层式控制系统可有效降低车辆行驶过程中的横摆角速度16%~48%,质心侧偏角62%~67%,抑制了实际值与理想值之间的偏差,提高了车辆在行驶过程中的安全性和舒适性。