[發明專利]一種基于ATSM的分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201710324187.4
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107215329B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 耿國慶;韋斌源;王啟唐;江浩斌;華一丁;張厚忠;吳鎮
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;G06F30/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于ATSM的分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制方法，屬于電動汽車控制技術領域。所述控制方法包括以下步驟：1)建立3自由度非線性整車參考模型；2)基于螺旋滑模(Twisting Sliding Mode，TSM)控制算法設計分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制器的上層控制器；3)設計所述步驟2)中螺旋滑?？刂圃鲆娴淖赃m應律；4)對所設計控制方法進行穩定性分析，給出穩定性條件。與現有基于一階滑?？刂扑惴ǖ姆植际津寗与妱悠嚈M向穩定性控制方法比較，本發明可有效抑制控制系統抖振，顯著提高控制精度及控制穩定性，有效保證分布式驅動電動汽車橫向穩定性。本發明可有效提高分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制精度，抑制控制系統抖振。

技術領域

本發明屬于電動汽車控制技術領域，具體涉及一種基于ATSM的分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制方法。

背景技術

純電動汽車技術是《中國制造2025》中提出要優先發展的主題之一，隨著電動汽車技術的發展，純電動汽車的動力傳動形式日趨多樣性，輪轂電機分布式驅動就是其中一種新型的驅動方式。輪轂電機同時信息單元及執行單元，輪轂電機轉矩/轉速信息可精確獲取，轉矩精確可控。因此分布式驅動電動汽車相對于傳統汽車在主動安全方面具有顯著的控制優勢，研究分布式驅動架構下電動汽車的橫向穩定性控制方法很有必要。

國家專利201610137131.3通過利用一階滑?？刂扑惴ǜ櫪硐霗M擺角速度，從而獲得調整橫擺力矩，以飽和函數代替符號函數輸出調整橫擺力矩，在一定程度上可抑制一階滑模控制的抖振。但是在極限突變工況下，難以有效抑制一階滑?？刂乒逃械亩墩?，控制性能將大幅度下降，無法保證車輛的橫向穩定性；國家專利201610622367.6提出在實時不同的工況下，通過查表的方式選取相應的一階滑?？刂圃鲆?，在一定程度上提高了控制系統的魯棒性并抑制控制系統的抖振。但是由于其保留了符號函數形式的輸出，無法保證全工況下的抖振抑制；國家專利201610532348.4通過設計模型規則計算出調整橫擺力矩，最后通過后輪轉矩分配實時橫擺力矩控制。但是該方法沒有充分利用四輪分布式驅動的優勢，當后輪轉矩輸出飽和時，就無法保證車輛橫向穩定性。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于ATSM的分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制方法，實現分布式驅動電動汽車橫向穩定性的精確控制，提高車輛橫向穩定性。

本發明提供一種基于ATSM的分布式驅動電動汽車橫向穩定性控制方法，包括以下步驟：

S1，建立3自由度非線性整車模型作為參考模型；

S2，在分布式驅動電動汽車橫向穩定性分層式控制系統的框架下，基于TSM控制算法設計控制系統的上層控制器；

S3，設計所述步驟S2中TSM控制增益的自適應律。

S4，構造Lyapunov函數，對所設計控制方法進行穩定性分析。

進一步，所述S2的具體過程為：

S2.1，建立分布式驅動電動汽車橫擺動力學方程，即：

式中：M_z為直接橫擺力矩(控制力矩)，N·m；I_z為車輛橫擺慣量，kg·m²；F表示輪胎力，N，由dugoff輪胎模型給出，下標x、y分別表示輪胎縱向及橫向；fl、fr、rl、rr分別表示左前輪、右前輪、左后輪及右后輪；a、b分別表示前、后軸軸距，m；δ(δ＝δ_sw/i，δ_sw為方向盤轉角，i為轉向系統傳動比)為前輪轉角，rad；B為前、后輪輪距，m；d為模型不確定性及干擾造成的集總擾動，N·m。

其中：D為正常數。

S2.2，基于所述S2.1，采用TSM控制算法設計控制系統上層控制器：