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。

基于UIO/双KF的4WID-EV驱动轮纵向力估计

四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)能独立实现4个轮胎纵向力的控制与分配,实时保证电动汽车的最佳运行状态。基于单个驱动轮的动力学和轮毂电机特性建立了驱动轮模型,采用电流、电压、转速等常用参数设计轮胎纵向力估计模型。考虑系统结构参数的不确定性和传感器噪声干扰,将驱动轮纵向力估计与干扰分离,基于卡尔曼滤波算法,设计了驱动轮纵向力-未知输入观测器。仿真和台架道路模拟试验结果表明,设计的观测系统能实时估计驱动轮纵向力,且具有较高的估计精度和抗干扰性,能满足四轮独立驱动电动汽车动力学控制要求。

一种四轮驱动汽车扭矩分配模型预测方法

4WID-EV是四轮独立驱动电动车,可以通过分别控制每个车轮的扭矩来实现更加精确的转向和动力分配。MPC(Model Predictive Control)模型预测控制算法是一种基于数学模型的控制方法,通过预测未来系统行为来生成控制动作,在电动汽车行业中,MPC被广泛应用于车辆稳定性控制、能量管理以及路径规划等领域。为了达到车辆节能的目的,基于模型预测控制算法,设计一种优化电动汽车行驶能耗的扭矩分配控制器模型,并且在ECE城市道路行驶工况下进行MPC优化分配、平均分配、前轴分配三种分配策略仿真对比分析。结果表明:相比于平均分配和后轴驱动,MPC优化分配方式整车能耗效率提升5.5%和10.61%,具有较好的节能性能。

四轮独立转向-独立驱动电动车主动避障路径规划与跟踪控制

四轮独立转向-独立驱动电动车(4WIS-4WID EV)具有低速机动性强、高速稳定性好的特点,是一种理想的智能车构型。本文中针对4WIS-4WID EV进行了主动避障系统的设计,主要包括避障路径规划和跟踪控制。首先基于车辆运动学模型,提出了采用七次多项式的避障路径规划算法;然后基于简化2自由度车辆动力学模型,设计了模型预测路径跟踪控制器;为提高车辆主动避障过程中的操纵稳定性,路径跟踪控制算法采用四轮转向与直接横摆力矩控制技术。通过不同附着系数路面工况与侧风扰动工况仿真,验证了所设计的主动避障系统具有良好的避障能力和鲁棒性。

基于轮间耦合力最小的四轮独立驱动电动汽车驱动力分配方法

阐述了四轮独立驱动电动汽车驱动轮轮间耦合关系,采用轮间耦合力最小的驱动力分配策略使四个驱动轮都处于最佳附着状态,提高车辆行驶稳态裕度。然后以最优控制理论为基础,将实际与理想转矩间的偏差作为控制输入量,实现整车驱动转矩的控制,进而建立ADAMS与Matlab联合仿真模型。最后进行直线和弯道行驶工况下的仿真与实车实验,对比分析结果表明,轮间耦合力最小的分配策略有效改善了车辆驱动效果。

基于4WID欗4WIS动力学模型的制动系统模糊控制器设计与仿真

4WID-4WIS电动汽车具有四轮转向角和驱/制动力矩独立可控的特点,在MATLAB/Simulink中建立十一自由度车辆制动动力学模型和包含后轮转向特性的二自由度参考模型。基于所建立的整车模型和参考模型设计制动系统模糊控制器,对不同转向输入和路况进行仿真试验。仿真结果表明,车辆在各制动工况过程中的行驶轨迹、横摆角速度和质心侧偏角都能够跟随各自期望值的变化,验证了基于4WID-4WIS电动汽车所设计的制动控制系统具有良好的制动稳定性。