分布式驱动电动汽车转矩优化分配策略

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近年来汽车行业迅猛发展,方便了人们出行,同时也给生态环境带来不小的负担。由于全球变暖以及石油资源等问题,电动汽车已经成为未来汽车行业最理想的发展方向。分布式驱动电动汽车与传统汽车完全不同的驱动形式使其逐渐成为研究的热点,各轮独立分布、转矩单独控制这些优点为其转矩优化分配提供了巨大的研究空间。本文针对分布式驱动电动汽车的转矩优化分配策略进行了深入研究,通过对转矩的优化分配提升车辆各方面的性能。主要工作如下:首先,构建Carsim和Simulink的联合仿真平台。选用车辆建模精确的Carsim软件设立整车模型,同时在Simulink软件中对电机进行建模,合理配置Carsim整车模型的输入及输出接口,完成联合平台的建立。通过标准双移线工况验证平台的可靠性,为后续转矩分配策略的建立与验证奠定基础。其次,计算出基于整车稳定性需求的附加横摆力矩,将其作为转矩分配的上层约束条件保证车辆的稳定性。确定车辆稳定性控制系统结构主要分为两层,在上层稳定性控制器中,利用滑模控制算法对车辆采取模型跟踪控制,选取合适的滑模面与趋近率计算出附加横摆力矩的值,为后文建立下层转矩优化分配层做铺垫。再次,在上层控制器计算得出的附加横摆力矩约束条件下,对转矩进行优化,使其满足车辆稳定性并且兼顾一定的经济性。构建以稳定性为主兼顾经济性的综合优化目标函数,通过对反映车辆稳定性状态的参数横摆角速度与质心侧偏角的跟踪判断,利用模糊控制器确定综合优化目标函数中各目标函数的权重值。满足各个执行器约束条件下,利用加权最小二乘法进行转矩优化分配,使用有效集解法对其求解,并进行改进。最后,将转矩优化分配策略在Carsim-Simulink联合仿真平台上进行仿真分析。选取低速角阶跃工况与高速双移线工况对车辆稳定性进行仿真测试,结果表明车辆的质心侧偏角与横摆角速度在车辆稳定性控制系统的作用下有较为明显的校正。在高速双移线工况下对转矩优化分配策略进行仿真分析,结果表明将转矩优化分配后车辆稳定性与经济性都得到了提升。
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