一种基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，在外部扰动和系统不确定条件下，可提高极端驾驶情况下的车辆稳定性。主要步骤为：1，建立线性二自由度车辆动力学模型和七自由度整车动力学模型；2，通过线性二自由度模型计算车辆的理想横摆角速度和理想质心侧偏角，并构造状态观测器观测车辆的实际质心侧偏角；3，基于非光滑控制技术设计横摆力矩控制的非光滑控制模块；4，由力矩分配模块对横摆力矩进行分配，从而实现对车辆的稳定控制。本发明专利技术的优点：其一，系统具有快速的收敛性能，且具有更好的抗扰动性能。其二，在获得较好鲁棒性能的同时有效地避免了抖振现象。

A method of direct yaw moment control of electric vehicle based on nonsmooth Technology

The invention discloses a method for controlling the direct yaw moment of an electric vehicle based on a nonsmooth technique, which can improve vehicle stability under extreme driving conditions under external disturbances and system uncertainties. The main steps are as follows: 1, establish the linear two degrees of freedom vehicle model and the dynamic model of seven degrees of freedom; 2, vehicle is calculated by linear model of two degrees of freedom of the ideal yaw rate and sideslip angle and construct the ideal and actual sideslip angle of the vehicle state observer; 3, non smooth and non smooth control module control design of yaw moment control based on; 4, by the moment distribution module of yaw moment distribution, so as to realize the stable control of the vehicle. The advantages of the invention are as follows: firstly, the system has fast convergence performance and better anti disturbance performance. Secondly, chattering can be avoided effectively while obtaining better robust performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法
本专利技术涉及电动汽车直接横摆力矩的控制策略，特别涉及非光滑控制器的设计和横摆力矩分配方法的设计。
技术介绍
在环境和能源问题的背景下，电动汽车越来越成为未来汽车工业的重要部分。近年来，分布式驱动电动汽车(In-wheelmotorElectric,IEV)受到研究者的普遍关注。它通过置于车轮轮毂内的轮毂电机或是将两个电机置于差速器位置来驱动车轮，给整车提供动力。IEV具有相应速度快、传动链短、传动高效等优点，是电动汽车领域的一个重要发展方向。目前，IEV的稳定性控制仍存在需要改善的地方，如在复杂工况下汽车的行驶稳定性控制。当车辆在高速行驶过程中，遇突发情况紧急变道时，轮胎所受的侧向力达到饱和导致车辆发生转向不足和过度转向，从而引起车辆发生侧滑、甩尾而引发交通事故，且在湿滑路面上发生事故的概率将会大大提升。因此，如何提高车辆在复杂路况下行驶的稳定性已成为学者们研究的一个热点问题，该问题属于车辆行驶安全控制的研究范畴。在车辆行驶安全控制方面，使用最广泛的是基于直接横摆力矩的控制策略。直接横摆力矩控制方法是指在车辆转弯时，通过分别控制左右车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，设计过程如下：1)建立线性二自由度车辆动力学模型，以其作为汽车运行过程中的参考模型；根据参考模型，计算出理想的横摆角速度ωd和质心侧偏角βd；2)建立七自由度整车动力学模型，直接获得横摆角速度的实际值ω，并构造状态观测器观测车辆的实际质心侧偏角

【技术特征摘要】
1.一种基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，设计过程如下：1)建立线性二自由度车辆动力学模型，以其作为汽车运行过程中的参考模型；根据参考模型，计算出理想的横摆角速度ωd和质心侧偏角βd；2)建立七自由度整车动力学模型，直接获得横摆角速度的实际值ω，并构造状态观测器观测车辆的实际质心侧偏角3)将由二自由度车辆模型得到的理想值与七自由度模型得到的实际值发送给非光滑控制模块；非光滑控制模块是基于非光滑技术设计的横摆力矩控制器，其功能为计算维持车辆稳定所需要的横摆力矩；4)由力矩分配模块将非光滑控制模块计算出的横摆力矩进行分配，分别作为左右轮毂电机的输出扭矩，从而实现对车辆的稳定控制。2.根据权利要求1所述的基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，在所述步骤1)中，线性二自由度车辆动力学模型如下：侧向动力学方程为横摆动力学方程为式中m为汽车质量，Kf为前轴侧偏刚度，Kr为后轴侧偏刚度，Iz为整车绕Z轴的转动惯量，vx,vy分别为汽车横向和纵向速度，a,b分别为汽车质心到前后轴的距离，δ为方向盘转角，ω(t)为包含系统不确定和外界干扰的集总扰动；根据式(1)和(2)以及满足实际情况下的环境因素，理想横摆角速度ωd和质心侧偏角βd的计算公式如下：βd＝0式中l＝a+b，μ为摩擦系数，g为重力加速度。3.根据权利要求1所述的基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，在所述步骤2)中，七自由度整车模型如下：纵向动力学方程为侧向动力学方程为横摆动力学方程为1式中Fxij和Fyij分别为轮胎的纵向力和侧向力，i,j分别表示左left、右right和前front、后rear，如Fxfl即为左前轮胎的纵向力，tw1,tw2分别为两前轮之间的距离和两后轮之间的距离；为横摆力矩，为包含外部扰动、内部扰动和后轮横摆力矩的集总扰动；车轮旋转动力学方程为式中Itw为车轮的转动惯量，ωij为车轮的角速度，Tdij为驱动力矩，Tbij为制动力矩，R为轮胎的滚动半径。4.根据权利要求1所述的基于非光滑技术的电动车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，在所述步骤2)中，质心侧偏角的状态观测器构建方法如下：考虑二自由度车辆模型为线性模型，车辆质心侧偏角满足由于线性二自由度车辆模型在纵向上为匀速运动，故令X＝(ω,β)T，u＝δ，根据式(1)(2)可知：Y＝CX式中Y为观测器输出：

【专利技术属性】
技术研发人员：丁世宏，刘陆，李国政，马莉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32