《四輪獨立驅動電動汽車多目標最佳化與控制分配方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由井後華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：四輪獨立驅動電動汽車多目標最佳化與控制分配方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：井後華
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
四輪獨立驅動電動汽車具有各車輪電機力矩和液壓制動力矩均可獨立調節的過驅動系統特徵，其在驅動/制動過程中的力矩控制分配方式與車輛節能、安全及操控性密切相關，而現有研究未予以充分考慮。本項目針對四輪獨立驅動電動汽車驅動/制動控制中的車速跟蹤、能量最佳化、操控性能以及行車安全等多控制目標特點，將其處理為具有約束的多目標最佳化問題，研究各車輪力矩的規劃和控制方法。首先，提煉多目標最佳化和約束描述，並採用預測控制方法解決各車輪力矩規劃問題；進而，針對電機和液壓執行器的動態特性差異和不確定性，設計魯棒動態控制分配方法解決制動過程車輪力矩控制問題；最後，分析多目標最佳化指標權值線上調整方法，進一步提高方法的適用範圍和控制性能。本項目不僅對四輪獨立驅動電動汽車驅動/制動控制性能最佳化具有重要的理論意義和實際價值，還可以豐富和完善過驅動系統控制分配相關理論和套用研究。
結題摘要
四輪獨立驅動電動汽車可以分別調節各車輪的電機力矩和液壓制動力矩，具有明顯的過驅動特點，有利於提高車輛節能、安全和操控性能。本項目針對四輪獨立驅動電動汽車驅動/制動行駛過程中的能效、安全等控制問題，提出了車輛縱橫向集成控制、車輪力矩分配、電液複合制動等控制方法，研究成果包括：（1）為了提高能量回收利用率，提出了一種解耦式再生制動系統結構方案和基於主動增壓的液壓控制方法，具有結構簡單、平順性好的優點；（2）針對電動汽車車輪力矩過驅動特點，提出了一種基於多目標最佳化的車輪力矩控制分配方法，不僅可以滿足一般工況下的能效最佳化需求，還可以保證極限工況下的行駛穩定，提高車輛的驅動/制動性能；（3）針對車輛/車輪集成系統維數過高、計算量大的問題，提出了一種分散式模型描述和基於協作的分散式模型預測控制方法，顯著縮短了最佳化求解時間，實現與集中式預測控制接近的性能；（4）針對爆胎等複雜工況下車輛對方向穩定、縱向減速等綜合需求，提出了一種基於增益調度魯棒控制的橫擺力矩規劃方法和一種基於最佳化的車輪力矩動態分配方法，可以實現汽車的縱橫向集成控制；（5）面向自動駕駛汽車套用問題，提出了一種基於滑模的制動減速度跟蹤控制方法，進一步擴展了研究工作的套用範疇。本項目完成了項目計畫中規定的研究內容，並分別基於高精度車輛動力學軟體、硬體在迴路仿真測試系統、試驗車轉鼓和道路測試對上述算法進行了大量試驗驗證。 本項目為四輪獨立驅動電動汽車驅動/制動控制提出了一系列創新性方法，取得了一定的研究成果，可以在保證車輛行駛安全的同時實現對車速跟蹤、能量最佳化、操控性能的綜合控制，從而顯著提高車輛整體性能及工況適應性，具有較好的套用前景。
