随着电动汽车的发展与普及,电动汽车安全问题和稳定性一直也成为汽车产业研究的重点,车辆转向系统的摆振是一种普遍的现象,直线行驶时稳定性差,恶化汽车的操作性,严重时会造成车辆事故。本文研究电动汽车前轮摆振的问题,利用控制理论,为探索抑制电动汽车摆振提供一种新思路。以往抑制汽车摆振的研究思路主要通过分析影响摆振的因素入手,如从优化参数方面解决摆振问题。由于磨损的原因,车辆在使用一段时间后依然会出现摆振问题。本文以独立悬架电动汽车为研究背景,以某国产小型电动汽车为例,构建了非线性四自由度独立悬架摆振模型。应用控制理论设计基于干扰预估控制器,对影响前轮摆振的非线性因素进行实时跟踪输出控制力矩,从而达到快速抑制摆振的目的。主要研究内容如下:1.四自由度前轮摆振模型构建及仿真分析。考虑轮胎侧向特性、干摩擦间隙、路面突击等非线性因素,应用拉格朗日方程建立四自由度前轮摆振微分方程,对该模型进行了数值仿真计算。研究表明:摆振存在强迫振动和自激振动,强迫振动出现在高速行驶过程中,而自激振动出现在低速中,一般在共振车速是最明显。2.基于干扰预估主动摆振控制器设计。本文基于独立悬架摆振模型,采用现代控制策略中基于干扰观测器的前向反馈策略,以及应用李雅普诺夫稳定性分析设计出的输出反馈策略,利用实时跟踪方法抑制电动汽车前轮摆振。同时设计滑模变结构控制器用于对比基于干扰预估控制器在抑制摆振上的效果。3.基于MATLAB数值仿真分析。对构建的基于独立悬架的四自由度摆振模型仿真验证,利用MATLAB仿真分析,仿真结果表明:摆振模型基本符合实际情况,车轮侧向特性对摆振的影响较大。同时对前轮摆振的闭环系统进行仿真分析,通过对比不同工况,仿真结果表明:有控制器的前轮摆振系统,明显优于无控制器的系统。对比滑模变结构控制器的摆振系统,基于干扰控制器在抑制摆振方面效果更优。4.利用Simulink-Carsim联合仿真实车仿真。选取Carsim车型库中某C类车参数作为仿真对象。通过对比不同的工况,进一步的验证本文建立的前轮摆振模型的准确性以及基于干扰预估控制器的有效性。