基于相平面的分布式驱动电动汽车稳定性控制*

钟龙飞，彭育辉，江 铭

（福州大学机械工程及自动化学院，福州 350116）

前言

在分布式驱动电动汽车横摆力矩的决策与控制研究中，主要有两种研究方法：第一种是基于线性2自由度车辆模型计算出理想横摆角速度和质心侧偏角，将其作为目标变量进行跟踪控制［1］；第二种是基于轮胎非线性特性建立车辆动力学模型［2］，通过横摆角速度和质心侧偏角相平面对车辆稳定性进行研究。早在20世纪70年代，国外的学者［3-4］提出了横摆角速度-侧向加速度相平面、质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面和质心侧偏角-横摆角速度相平面。Farroni等［5］利用相平面研究轮胎非线性特性对车辆稳定性的影响。Vignati等［6］提出转矩矢量分配有助于加快横摆角速度收敛于相平面平衡点。文献［7］和文献［8］中基于相平面提出一种主动转向集成控制器，可提高汽车在极限工况下的横摆和侧滑稳定性，但并未涉及车辆在非极限工况下的情况。刘志强等［9］采用可拓控制与滑模控制提高分布式驱动电动汽车的操纵稳定性，但车辆在中高速情况下的行驶稳定性有待验证。刘学成等［10］基于横摆角速度和质心侧偏角两种相平面，在失稳区设计模糊PID控制器，但在稳定区内车辆的控制情况并未提及。

为提高分布式后轮独立驱动电动汽车的操纵稳定性，本文中基于质心侧偏角相平面提出一种行驶稳定性控制策略。首先通过建立非线性车辆动力学模型获得不同路面附着系数的质心侧偏角相平面稳定边界方程。……