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原文传递一种分布式驱动电动汽车的容错控制方法

专利名称：	一种分布式驱动电动汽车的容错控制方法
摘要：	本发明公开了一种分布式驱动电动汽车的容错控制方法，首先建立基于汽车七自由度非线性动力学模型的整车模型，然后建立一个具有两层结构的容错控制器；容错控制器的上层控制器以四个车轮的期望输入力矩和转角作为输入，采用二阶滑模算法计算理想横摆力矩；容错控制器的下层控制器以理想横摆力矩作为输入，以电机转矩作为输出，实现电机转矩的分配。本发明使用了二阶滑模控制算法进行控制，具有如果高阶滑模是稳定的，带精确执行器的控制算法将不会出现抖振这一特性。本发明在进行力矩分配时，考虑到同轴两电机转矩最小策略，使得在单电机失效时，可以保证剩余三个电机继续驱动，不必选择将四驱车变为二驱车。
专利类型：	发明专利
申请人：	大连理工大学
发明人：	郭烈;郑晓妮;陈俊杰;岳明;赵一兵;李琳辉
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T14:00:00+0805
申请号：	CN201911347331.1
公开号：	CN111002840A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	李洪福
分类号：	B60L15/20;B;B60;B60L;B60L15;B60L15/20
申请人地址：	116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号
主权项：	1.一种分布式驱动电动汽车的容错控制方法，其特征在于：包括以下步骤： A、建立整车模型忽略汽车的俯仰、侧倾、翻滚运动，将电动汽车的整车模型简化为七自由度非线性动力学模型，整车模型包括车身三自由度非线性动力学模型、四个轮胎模型和车轮动力学模型，具体步骤如下： A1、建立车身三自由度非线性动力学模型由于车身三自由度非线性动力学模型中的纵向力和侧向力相互耦合，纵向速度、侧向速度和横摆角速度也相互耦合，下面忽略空气阻力、坡道助力以及汽车垂向运动的影响，同时忽略翻滚和俯仰运动的影响，仅使用具有纵向、侧向和横摆运动的车身三自由度非线性动力学模型，四轮独立驱动电动汽车在纵向、横向以及横摆方向的动力学方程表示如下：其中，m为汽车的质量，lf为前轴到质心的距离，lr为后轴到质心的距离，d为汽车轮距，Jz为汽车绕质心横摆方向上的转动惯量，Fx1、Fx2、Fx3、Fx4分别为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮所受的纵向力，Fy1、Fy2、Fy3、Fy4分别为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮所受的侧向力，δ为前轮转角，r为汽车横摆角速度，为汽车横摆角加速度，vx为汽车纵向速度，为汽车纵向加速度，vy为汽车侧向速度，为汽车侧向加速度，以x＝[vx，vy，r]T为车身三自由度非线性动力学模型的状态量，以u＝[Tm1，Tm2，Tm3，Tm4，δ]T为车身三自由度非线性动力学模型的输入量，其中Tm1、Tm2、Tm3、Tm4分别为左前、右前、左后、右后车轮的电机转矩指令信号； A2、建立Dugoff轮胎模型使用Dugoff轮胎模型计算轮胎力，定义Cxi为第i个车轮的纵向刚度、Cyi为第i个车轮的侧向刚度、Fxi为第i个车轮的的纵向力、Fyi为第i个车轮的的侧向力，则：其中：式中，Fzi是第i个车轮的的垂向力，μ是路面摩擦系数，且f(ti)具有以下关系： A3、建立车轮动力学模型当电机驱动时，车轮的旋转角速度受到电机输出力矩Ti以及纵向力Fxi的影响，即：其中，Jw是车轮转动惯量，Ti是第i个电机输出力矩；当电机驱动时代表驱动力矩，Ti>0；当汽车制动时代表电机再生制动力矩，Ti<0；i＝1、2、3、4分别代表左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，wi是车轮旋转角速度，R为车轮的有效滚动半径；下面将电机输出力矩与电机转矩指令信号之间关系简化为如下的传递函数关系：其中，G(s)i是第i个电机转矩传递函数；若电机正常运行，输出力矩Ti与力矩指令Tmi满足上式关系，且0
所属类别：	发明专利