一种分布式驱动电动客车转矩控制方法

技术特征：
1.一种分布式驱动电动客车转矩控制方法，其特征在于包括如下步骤：1)数据收集：整车控制器接收车速传感器、方向盘转角传感器的信号，并进行车辆状态参数的收集；2)根据得到的车辆状态参数，设计非线性滑模观测器对质心侧偏角进行状态估计；3)根据估计到的质心侧偏角与理想的质心侧偏角进行比较，对汽车转向状态进行判断，最后进行转矩控制；步骤2中设计非线性滑模观测器具体包括如下子步骤：21)对车辆进行动力学分析，采用七自由度车辆模型描述：式中，m为整车质量，ν
x
为纵向车速，ν
y
为横向车速，r为横摆角速度，δ为前轮转角，β为质心侧偏角，d为前后轴的轮距，a为车辆质心到前轴的距离，b车辆质心到后轴的距离，i
z
为横摆转动惯量，f
x
为作用在车轮的纵向力，f
y
为作用在车轮的侧向力；则车轮动力学方程为：式中j
w
为车轮转动惯量，t
ij
为车轮转矩，ω
ij
为车轮转速，r
w
为车轮的有效半径。22)由于车轮信号、加速度信号作为系统的状态变量可通过轮速传感器直接测量，对车辆纵向力进行求解得：降阶观测器的非线性形式表达式为：其中状态向量为：x＝[v
x v
y r]输出向量为：y＝[r]输入变量为：u＝[δf
fl f
fr f
rl f
rr
]基于滑模变结构理论可构造观测器如下：基于滑模变结构理论可构造观测器如下：式中ki
s
为观测器的鲁棒项，调整增益矩阵k，可消除系统的不确定项，并通过切换函数i
s
在滑模面附近高速切换达到滑动条件。2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动电动客车转矩控制方法，其特征在于：选择用
饱和函数作为滑模观测器的切换函数，在滑模面附近设置边界层，则有：式中λ为边界层的厚度；式中滑模观测器阻尼系数矩阵为：h＝[h
1 h
2 h3]滑模观测器鲁棒控制项矩阵为：k＝[k
1 k
2 k3]通过上述观测器得到客车的纵向速度v
x
和侧向速度v
y
，再根据：得到实际的质心侧偏角。3.根据权利要求2所述的一种分布式驱动电动客车转矩控制方法，其特征在于：步骤3中转矩控制包括如下子步骤：31)首先需求得理想的质心侧偏角，采用二自由度车辆模型计算得到的参数作为理想参考值；所述二自由度车辆模型以前轮转角为输入，只有沿y轴的侧向运动与绕z轴的横摆运动这两个自由度；其车身运动的动力学方程如下：式中，m为整车质量，ν
x
为汽车的纵向车速，ν
y
为横向车速，r为横摆角速度，δ为前轮转角，β为质心侧偏角，d为前后轴的轮距，a为车辆质心到前轴的距离，b为车辆质心到后轴的距离，k1，k2为前后轮等效侧偏刚度，i
z
为横摆转动惯量；在稳态下得到理想的质心侧偏角：式中k为不充分转向系数为：。4.根据权利要求3所述的一种分布式驱动电动客车转矩控制方法，其特征在于：步骤3得到的理想的质心侧偏角与步骤2中得到的实际质心侧偏角进行比较：当实际质心侧偏角β大于理想侧偏角β
d
时，汽车转向状态表现为过多转向，应增加左前轮转矩t
fl
和左后轮的转矩t
rl
，减小右前轮转矩t
fr
和右后轮转矩t
rr
；当实际质心侧偏角β大于理想侧偏角β
d
时，汽车转向状态表现为不足转向，应减小左前轮转矩t
fl
和左后轮的转矩t
rl
，增大右前轮转矩t
fr
和右后轮转矩t
rr
。

技术总结
本发明提供了一种分布式驱动电动客车转矩控制方法，包括如下步骤：1)数据收集：整车控制器接收车速传感器、方向盘转角传感器的信号，并进行车辆状态参数的收集；2)根据得到的车辆状态参数，设计非线性滑模观测器对质心侧偏角进行状态估计；3)根据估计到的质心侧偏角与理想的质心侧偏角进行比较，对汽车转向状态进行判断，最后进行转矩控制。上述的分布式驱动电动客车转矩控制方法，针对车辆运动控制中，大多通过驱动电机的定向控制分配，因而未考虑车辆转向行驶中的阻力与稳定的问题。考虑车辆转向行驶中的阻力与稳定的问题。考虑车辆转向行驶中的阻力与稳定的问题。


技术研发人员：林继铭 邹腾 张锋 张勇
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/8/5