基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，包括以下步骤：构建二自由度前后轮同时转向的动力学模型；针对车辆的耦合关系，对二自由度前后轮同时转向的动力学模型进行耦合分析，结合车辆的力学特性，获取解耦的数学模型；构建汽车的车轮模型和轮胎模型，并结合解耦的数学模型求得前后车轮预计所需驱动力矩，建立独立轮系的驱动控制，实现车轮的独立控制；基于二自由度前后轮同时转向的动力学模型获取汽车系统模型的状态空间方程，并基于状态空间方程建立控制器实现电动车辆稳定性控制。本发明专利技术建立的控制架构中，车辆转向控制不同与传统的前后轮整体转向控制，是相对独立且相互联动的控制结构，实现车辆的转向稳定性控制。

【技术实现步骤摘要】
基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法
本专利技术涉及车辆控制领域，具体涉及一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法。
技术介绍
传统的车辆控制采用的控制结构和控制方法都提高了汽车行驶的稳定性，但在车辆模型控制上是以整车控制模型进行稳定性研究，缺乏对车辆尤其是电动轮汽车的独立控制模型的研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，建立的控制架构中，车辆转向控制不同与传统的前后轮整体转向控制，是相对独立且相互联动的控制结构，实现车辆的转向稳定性控制。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，包括以下步骤：构建二自由度前后轮同时转向的动力学模型；针对车辆的耦合关系，对二自由度前后轮同时转向的动力学模型进行耦合分析，结合车辆的力学特性，获取解耦的数学模型；构建汽车的车轮模型和轮胎模型，并结合解耦的数学模型求得前后车轮预计所需驱动力矩，建立独立轮系的驱动控制，实现车轮的独立控制；<br>基于二自由度前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n构建二自由度前后轮同时转向的动力学模型；/n针对车辆的耦合关系，对二自由度前后轮同时转向的动力学模型进行耦合分析，结合车辆的力学特性，获取解耦的数学模型；/n构建汽车的车轮模型和轮胎模型，并结合解耦的数学模型求得前后车轮预计所需驱动力矩，建立独立轮系的驱动控制，实现车轮的独立控制；/n基于二自由度前后轮同时转向的动力学模型获取汽车系统模型的状态空间方程，并基于状态空间方程建立控制器实现电动车辆稳定性控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建二自由度前后轮同时转向的动力学模型；
针对车辆的耦合关系，对二自由度前后轮同时转向的动力学模型进行耦合分析，结合车辆的力学特性，获取解耦的数学模型；
构建汽车的车轮模型和轮胎模型，并结合解耦的数学模型求得前后车轮预计所需驱动力矩，建立独立轮系的驱动控制，实现车轮的独立控制；
基于二自由度前后轮同时转向的动力学模型获取汽车系统模型的状态空间方程，并基于状态空间方程建立控制器实现电动车辆稳定性控制。


2.根据权利要求1所述的基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述构建二自由度前后轮同时转向的动力学模型，具体为：通过对车辆进行模型推导，构建二自由度汽车动力学模型，并在二自由度汽车动力学模型基础上加上后轮转向，建立二自由度前后轮同时转向的动力学模型。


3.根据权利要求2所述的基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述车辆线性二自由度的运动微分方程如下：






线性二自由度两轮转向车辆微分方程如下：






式中：m为整车质量；Iz为横摆转动惯量；a为质心到前轴的距离；b为质心到后轴的距离；u为车速；β为质心侧偏角；v为侧向速度；ωr为横摆角速度；δf为前轮转角；δr为后轮转角；kf为前轮的侧偏刚度，kr为后轮的侧偏刚度。


4.根据权利要求1所述的基于独立轮系的电动车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述建立独立轮系的驱动控制，具体如下：
根据轮胎模型特点和车辆运动特性，选择使用魔术公式轮胎模型:
Fx＝Dsin(Carctan(BS-E(BS-arctan(BS))))
式中，此时的B为纵向力刚度因子；C为纵向力曲线形状因子；D为纵向力峰值因子；E为纵向力曲线的曲率因子；s为车轮的滑移率；此时，B、C、D、E的具体计算和取值如下式：



C＝1.65
D＝(A1Fz2+A2Fz2)
E＝(A6Fz2+A7Fz2+A8)



将车辆模型分解为独立的轮系，针对车轮进行受力分析，并建立轮胎模型<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙，刘乔峰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35