四电机独立驱动FSEC赛车行驶状态估计

针对赛车行驶状态过程中的估计问题,提出了一种基于容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。以四电机独立驱动FSEC赛车为研究对象,选取三自由度车辆动力学模型作为估算模型,设计基于轮胎数据的侧向力查表模块,结合纵、侧向加速度、横摆角速度以及驱动力矩、前轮转角等共同作为估算算法的输入参数,得到状态预测值与误差协方差矩阵。经过卡尔曼增益的测量校正,最终可得到纵、侧向速度估计值与横摆以及加速度校正值,从而实现对车辆行驶状态的准确估计。选择典型的实验工况,应用Matlab/Simulink搭建算法模型并与CarSim联合仿真对算法进行验证。结果表明:基于容积卡尔曼滤波的汽车估计算法能够较准确地、稳定地对车辆行驶状态进行估计,并降低了车辆行驶状态采集的成本。

四轮轮毂电机独立驱动电动汽车轨迹跟踪与横摆稳定性协调控制研究

为了提高智能汽车在高速、低附着等极限工况下轨迹跟踪的精度和车辆稳定性,本文中依托四轮轮毂电机独立驱动电动汽车平台,提出了一种基于分层架构的轨迹跟踪与直接横摆力矩协调控制策略,包含上层控制器和下层控制器。首先,上层控制器基于3自由度车辆动力学模型建立了模型预测控制器,考虑多种非线性约束,利用理论分析优化预测时域和控制时域,并通过优化求解得到前轮转角和附加横摆力矩。然后,下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标函数进行车轮纵向力优化分配,考虑到控制策略实时性要求,运用有效集算法求解最佳转矩分配。最后,采用CarSim&Simulink联合仿真,在不同车速与不同附着条件下验证了所设计的轨迹跟踪与横摆稳定性协调控制器的有效性。