《四輪獨立電驅動車輛的網路時滯動力學及控制研究》是依託清華大學，由李建秋擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：四輪獨立電驅動車輛的網路時滯動力學及控制研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李建秋
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用四個輪轂電機獨立驅動的電動車在動力學控制上有較大的優點，但其動力學控制必須依靠車載網路來協調控制各控制器，形成了網路在迴路中的複雜機-電-網路籃頁棄耦合動力學系統，車載網路的時滯特性對整車動力學控制具有重要影響。本基金項目擬建立包含網路時滯特性的複雜機-電-網路耦合的整車動力學模型；圍繞車輛的驅動防滑、制動防抱死、車身橫向穩定等一系列動力學控制過程，揭示網路時滯特性對整車動力學控制的影響規律；開展基於網路時滯非線性動力系統理論的動力學控制的研究；探索複雜機-電-網路耦合條件下的四輪驅動電動車關鍵感測器、執行器和車載網路的故障診斷和容錯控制方法。本基金的研究交叉了複雜機電系統動力學和網路時滯控制理論兩個領域，研究結果將為四輪獨立驅動電動車控制系統的工程化設計提供理論指導，對促進我國電動汽車的發展具勸汽戀有重要意義。
結題摘要
網路時滯是分散式驅動電動汽車的固有特性，網路時滯對車輛動力學及其控制性能的影響究竟膠邀犁如何，以及在網路存在延遲的條件下應該如何進行控制，是分散式電驅動車輛和未來的智慧型網聯車輛中的重要科學問題。 本研究以四輪獨立電驅動車輛為研究對象，首先建立了包含網路延遲的整車動力學模型，分析了不同程度的網路時滯屑漿鞏對乃匪懂少系統膠歸墓擔穩定性的影響，結果表明當網路通訊延遲超過40ms時，整車動力學穩定性將受到明顯的影響；在此基礎上，從控制系統的穩定性評價指標入手，建立了考慮隨機時變網路延時的面向控制的時滯動力學模型，採用不確定系統的矩陣多胞形模型對隨機時變網路延時引入的不確定性進行描述，解決了網路時滯和整車動力學耦合建模和及其影響的定量描述這一關鍵科學問題。 在分層控制架構下，設計了對隨機時變網路延時具有魯棒性的上層控制器，設計了對網路通信中斷故障具有容錯能力的轉矩最佳化分配算法，基於H∞魯棒控制理論和 LQR 的思想進行上層跟蹤控制器的設計，並採用線性矩陣不等式工具求解了控制器的最優反饋增益，解決了實際運行條件下，由控制網路的隨機延遲所帶來的整車動力學穩定性如何控制的理論問題。 在四輪車輛剛體模型和魔術公式輪胎模型的基礎上，採用過驅動系統的控制分配理論設計了基於二次規劃的四輪轉矩最佳化分配算法，保證四輪的驅/制動轉矩輸出能夠精確滿足上層控制器的直接橫擺轉矩需求的同時，實現了底層執行器控制量與輪胎-路面附著情況的最最佳化。通過搭建整車分散式控制系統的硬體在環仿真平台，進一步驗證了本文提出的控制算法。 除此之外，還針對電動輪的振動問題展開研究，並將滑模控制器與最大轉矩估計算法進行結合，踏舉提出了新的算法來實現無感測器四輪獨立電驅動車輛的驅動防滑控制。通過本基金項目，形成了電驅動輪高頻動力學建模-控制網路時滯特性分析-整車動力學穩定性魯棒控制的三層分散式驅動車輛動力學建模及其控制方法。
