[發明專利]一種基于AFS和DYC的輪轂式電動汽車協調控制方法

在審

• 申請號: 202211222650.1
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115520176A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 丁世宏;郭劍鋒;劉陸;馬莉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W30/045
• 分類號: B60W30/045;B60W30/02;B60W50/00
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 胡德水

1.一種基于AFS和DYC的輪轂式電動汽車協調控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、構建車輛線性二自由度車輛動力學模型，根據實際橫擺角速度與其理想值的誤差，設計一種基于擾動觀測的主動前輪轉向二階滑模控制器；

步驟2、構建車輛非線性七自由度車輛動力學模型，根據實際橫擺角速度與其理想值的誤差，設計一種新的自適應超螺旋直接橫擺力矩滑?？刂破鳎?/p>

步驟3、構建參數性能指標分析模塊，將狀態觀測器觀測的實際質心側偏角及其導數的值以及側向加速度傳感器獲取的實時值傳遞至狀態辨識模塊；

步驟4、狀態辨識模塊對已收集到的質心側偏角及其導數值和側向加速度值進行嚴格定量分析，并依據上述狀態變量對車輛行駛區域進行判定劃分；

步驟5、根據狀態辨識模塊對車輛行駛區域劃分的結果，對權值分配系數進行設計；

步驟6、將權值分配系數輸出至AFS子系統和DYC子系統，構建協調控制模塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于AFS和DYC的輪轂式電動汽車協調控制方法，其特征在于，在所述步驟1中，基于擾動觀測的主動前輪轉向二階滑模控制器設計過程如下：

首先，構建以下包含擾動的車輛線性二自由度模型：

其中，I_z為轉動慣量，β為質心側偏角，ω_r為橫擺角速度，K_f、K_r分別為前、后輪側偏剛度，m為整車質量，V_x為縱向車速，a、b分別為質心到前、后軸的距離，δ_f為前輪轉角輸入，d(t)為包含系統不確定和外界干擾的集總擾動；

基于上述線性二自由度模型，得到理想橫擺角速度ω_rd的計算公式如下：

其中，穩定系數L＝a+b，μ為路面附著系數，g為重力加速度；

最終，基于擾動觀測的主動前輪轉向二階滑?？刂破鳓?Sub>f設計為

其中，s＝ω_r-ω_rd，為質心側偏角觀測值，λ、α為控制增益，v為中間變量，m為待調參數，是對集總擾動的估計值，sign為符號函數。

3.根據權利要求2所述的基于擾動觀測的主動前輪轉向二階滑?？刂破?，其特征在于，二階滑模控制器由以下控制算法得來

其中，x₁、x₂為狀態變量，λ、α為控制增益，m≥2為待調參數。

4.根據權利要求2所述的一種基于AFS和DYC的輪轂式電動汽車協調控制方法，其特征在于，擾動的估計值由以下擾動觀測模塊得來

其中，P為內部狀態，L₁為增益，G₁＝B₂，G₂＝1，F＝A₂₁β+A₂₂ω_r，滑動變量s＝ω_r-ω_rd，δ_f為AFS模塊前輪轉角輸入。

5.根據權利要求1所述的一種基于AFS和DYC的輪轂式電動汽車協調控制方法，其特征在于，所述步驟2中，一種新的自適應超螺旋直接橫擺力矩滑?？刂破髟O計過程如下：

首先，構建車輛非線性七自由度模型：

其中，I_z為轉動慣量，ω_r為橫擺角速度，F_ufl、F_ufr、F_yrl、F_yrr分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的側向力，a、b分別為質心到前、后軸的距離，d_f為前輪輪距，M_z為附加橫擺力矩，δ為前輪轉向角；

接著，依據上述模型設計一種新的自適應超螺旋直接橫擺力矩滑模控制器：

其中，s＝ω_r-ω_rd，v為中間變量，為自適應增益。