多轴电动轮汽车双目标操纵稳定性优化分析

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1、第10期机械设计与制造2014年1O月MachineryDesign&Manufacture5多轴电动轮汽车双目标操纵稳定性优化分析张平霞，高利，朱永强(1一B京理工大学机械与车辆学院，北京100081；2．青岛理工大学黄岛校区汽车与交通学院，山东青岛266520)摘要：根据电动轮式多轴汽车驱动力矩独立可控的特点，采用ADAMS／View建立五轴全轮驱动汽车的30自由度动力学模型，选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量，基于PID控制算法，采用Matlab／Simulink建立整车双目标优化控制策略，控制内、外侧车轮的驱动力矩，实现整车操纵稳定性的最优。联合仿真结果表明，在进行角阶跃输入

2、响应时，采用横摆角速度和质心侧偏角的联合控制策略，可在横摆角速度稳态值仅降低3％的情况下，使质心侧偏角稳态值降低14％，使汽车具有良好的轨迹跟踪性。关键词：角阶跃输入响应；全轮驱动；直接横摆力矩控制：侧偏角控制中图分类号：TH16；U463．23文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)10—0005—03TheOptimizationResearchofDouble-TargetStabilityPerformanceofMulti-AxleElectric-WheelVehiclesZHANGPing-xia，GAOLi，ZHUYong-qiang2(1．Schoolof

3、MechanicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．SchoolofAutomobileandTraffic，QingdaoTechnologicalUniversity，ShandongQingdao266520，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicthatthedrivingtorqueofelectric-wheelmulti—czzevehiclescartbecontrolledindependently．a30degreeoffree

4、domfive—cfeall-wheeldrivingvehiclemodelWaSbuihinADAMS／Viewsoj~ware．Thesideslipangleandyawratewerechosentobethemaincontrolvariables，andthewholevehicledouble-targetoptimizationcontrolstrategywasdevelopedbasedonPIDcontrolalgorithmwithMatlab／Simulinksoftware．ThewholevehiclehandlingandstabilityVanbeim

5、provedbycontrollingtheinnerandouterwheeldrivingtorque．Theco-simulationresuhsshowthat，duringtheanglestepinputresponse．theeofyawrateandsideslipanglecombiningcontrolstrategyCanreducesideslipanglesteady-statevalue14％．butonlyreducetheyawratesteady-storevalue3％．Thismakesthevehiclehavegoodtrajectorytrac

6、kingpe咖rmoluTe．KeyWords：AngleStepInputResponse；All--WheelDriving；DirectYawControl；SideslipAngleControl1引言会导致汽车具有过多的不足转向特性，使汽车的横摆角速度偏小，不能顺利进行汽车车身姿势的调整，使驾驶员在转向时，需要电动轮式多轴全轮驱动汽车是利用独立控制的电机分别驱转动较多的方向盘角度，增加了驾驶难度。文献f7l针对零侧偏角控动汽车的全部车轮，车轮之间没有机械传动环节。由于各车轮驱制问题，提出了横摆率跟踪Hfrt混合最优控制策略，但由于质动力可单独控制，并且驱动电机的转矩响应要比传统

7、内燃机快很心侧偏角为固定值，因此难以兼顾质心侧偏角和横摆角速度二者多，因此为改善汽车的动力性、稳定性及安全性提供了更大的技最优的目标。文献呀0用电动轮控制的特点，进行了横摆角速度的术潜力。多轴汽车由于整车尺寸较大，在高速行驶时，进行转向操控制，但没能兼顾质心侧偏角，而良好的转向性能则要求多轴汽作极易发生甩尾、侧翻等失控现象，因此充分利用各车轮驱动力车具有适度的不足转向特性，即在满足操纵稳定性安全的前提矩独立可控的特点可以在一定程度上