8×8轮毂电机驱动车辆转矩分配控制策略研究

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当今战场对于军用车辆的机动性能和防护性能要求愈来愈高,轮式装甲车具备良好的动力性和机动性,世界各国都在纷纷进行研究,同时,多轮独立驱动技术是目前领域内的研究热点和重要发展方向,相比于传统的内燃机驱动,其在车辆动力学控制和驱动力分配等方面有着明显的优势。本文以某8×8轮毂电机驱动车辆为研究对象,建立了包括整车动力学、悬架、轮毂电机、轮胎等关键部件的模型,并进行了基于Matlab的建模分析,验证了模型的有效性。进行车辆动力学分析和研究,分析了轮毂电机驱动系统对车辆操纵稳定性的影响,研究了车辆操纵稳定性控制方法,从轮胎摩擦椭圆角度分析了不同车轮对转矩的贡献度,并基于此建立了分层结构的转矩分配方法,上层采用了基于PID控制的纵向车速和横摆力矩跟踪控制,下层控制器以整车纵向车速及横摆角速度为观测对象,根据车辆状态进行基于规则的转矩分配,建立了基于串联链式的分配规则,该规则在工程应用方面有较大优势,而且算法速度快,可以在一定程度上提高车辆机动性。建立基于MATLAB/Simulink的转矩分配控制策略仿真分析模型,通过转向及各种路面的仿真测试,验证了设计的驱动力分配控制系统的有效性,在几种较为恶劣的工况下表现出了较好的适应性,在车辆动力性、稳定性方面表现较好,所研究的控制策略可以较好的控制车辆运动,可以有效地提高车辆的转向性能和转向过程中的动力性能。
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