采用极值搜索算法估计附着系数的车辆驱动防滑控制

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车辆的驱动防滑控制是主动安全控制的一种形式,汽车在驱动工况时车轮速度大于整车速度会引起车辆发生滑转,驱动防滑系统是发动机控制驱动力矩以防车轮滑转的过程,能够在保证车辆在安全行驶的前提下充分利用路面的附着力,本文为了解决现有驱动防滑控制策略响应慢、鲁棒性差的问题,提出一种采用扰动极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制策略。(1)本文首先分析了车辆行驶方程,通过车辆行驶方程分析了滑转率和附着系数的关系,根据滑转率和附着系数的关系建立驱动防滑系统研究所需的汽车车轮轮胎-地面模型、电机模型和八自由度汽车整体动力学数学模型,为采用扰动极值搜索算法估计路面附着系数和设计驱动防滑控制策略研究提供基础。(2)为了解决现有路面峰值附着系数识别方法准确性和实时性不高的问题,提出一种采用扰动极值搜索算法的路面峰值附着系数估计方法。由于无论属于什么样的路面条件,附着系数—滑转率曲线中附着系数的值都是先增加后减小,即具有极值,所以可以采用扰动极值搜索算法自动搜索路面附着系数-滑转曲线中附着系数的极大值点,从而估计出路面峰值附着系数,进而设计采用极值搜索算法的附着系数估计方案,运用仿真的方法证明了采用扰动极值搜索算法的路面附着系数识别方法的合理性。(3)利用扰动极值搜索附着系数估计方案的路面附着系数估计结果,以附着系数的极大值点对应的滑转率为控制目标,设计一种踏板信号前馈控制与滑转率负反馈校正的动态驱动防滑控制策略,将车轮滑转率控制在附着系数-滑转率曲线附着系数极大值对应的滑转率处;设计预先对需要滑转率设定一个门限值上限和门限值下限作为控制的临界值,当滑转率超过这个门限值临界值之后,驱动防滑控制系统就会响应并对车辆其他相关的参数进行控制,直到回到设定的门限值上限和门限值下限区间内的逻辑门限值驱动防滑控制策略。(4)在冰雪路面工况、沥青路面工况和对接路面工况这三种典型工况下,开展电动汽车驱动防滑控制策略仿真分析,以验证本文采用极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制策略研究的有效性和先进性,结果表明:采用极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制方案能够实时、快速的将轮胎滑转率、附着系数和汽车加速度控制在最优滑转率、最优附着系数和最优汽车加速度较小邻域内,能够快速有效的提高车辆的稳定性和动力性,其中采用踏板信号前馈控制与滑转率负反馈修正的的驱动防滑控制方案比采用逻辑门限值的驱动防滑控制方案反应更加迅速和稳定。
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