《分散式驅動電動汽車多電機的協調控制與最佳化分配方法》是依託湖南工程學院，由張細政擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：分散式驅動電動汽車多電機的協調控制與最佳化分配方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張細政
- 依託單位：湖南工程學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著輪轂電機等集成動力裝置不斷成熟，新型分散式驅動以其控制靈活、回響快速、效率高等優點成為下一代純電動汽車的首選驅動方式。項目以分散式驅動電動汽車為研究對象，分析多電機間耦合效應對車輛性能的影響規律，構建新型驅動方式下的整車動力學解耦模型；研究基於模型分解的子空間辨識方法，建立執行器動力學的非線性時變模型；設計分層控制策略，採用非線性魯棒技術設計上層控制器實現整車魯棒運動控制，綜合考慮執行器動態和回饋能量等限制，構建多目標、有約束、非線性動態控制分配模型，並採用基於仿電磁機制算法的混合智慧型最佳化方法進行驅動/制動力矩和轉向角的最優分配，實現複雜工況下電動汽車的安全穩定行駛和高效節能運行。通過對兩層控制策略的深入研究，解決多電機系統協調控制和最優分配關鍵技術難題，取得耦合動力學建模與控制力動態分配創新性成果，能極大提高電動汽車的操縱穩定性、安全性和能量利用率，促進我國電動汽車的推廣套用。
結題摘要
（1）建立了分散式驅動電動汽車多電機的動力學模型，初步開發了分散式驅動增程式電動汽車仿真平台。以人—車閉環系統為主體，將分散式驅動電動汽車分為：駕駛員子系統、車輛動力學子系統、車輪子系統、輪胎子系統、控制子系統及能源子系統。（2）採用引入橫擺角後的積分兩自由度控制模型來計算期望橫擺力矩，引入虛擬控制量τ完成多執行器的最佳化分配。研究發現，由於車輛橫擺運動和側偏運動間的耦合關係，控制質心側偏角β和橫擺角速度γ兩變數所需的橫擺力矩往往相反, 因此, 我們首次提出了引入積分模型和虛擬控制量的控制模型，通過設定γ→τ的直流增益為零，能簡單、可靠的完成橫擺與側偏運動解耦，兩控制量可以獨立設計，在不影響橫擺角速度跟蹤的情況下，放寬對質心側偏角的約束。研究結果表明，該方法能有效的改善穩態跟蹤誤差，在執行器故障等極限工況下，能優先保證橫擺角速度的穩定性控制，切實提高極限工況下的車輛穩定性。研究還驗證了層次化車輛穩定性控制系統和現代控制技術在DDEV上套用的可行性和有效性。（3）提出了一種改進的主動集最佳化算法，採用模型預測算法完成了車輪轉矩的多約束、多目標最佳化。建立執行器動力學的線性一階動態模型，構建三目標、有約束的動態控制分配模型，並利用改進的主動集算法進行驅動/制動力矩和轉向角的最優分配，實現複雜工況下電動汽車的安全穩定行駛和高效節能運行。（4）結合課題組合作單位自主研發的一款增程式電動汽車，針對動力部件選型、動力系統配置、系統協調控制與效率最佳化等關鍵技術問題進行了分析研究。完成了整車動力學與驅動系統的集成控制，並進行了考慮制動能量回饋的協調控制性能的試驗驗證。
