電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制中的車體側(cè)偏角觀測(cè)器研究(完整版)
【正文】 斂性都是不利的。因此簡(jiǎn)單構(gòu)造而成的線性觀測(cè)器不能有效地抑制β角在輪胎側(cè)偏力特性處于非線性區(qū)時(shí)的推測(cè)誤差，而在這種狀態(tài)下，β角的推測(cè)恰是極其重要的。圖1 電動(dòng)汽車的二自由度運(yùn)動(dòng)模型圖1中，P為車輛的重心，為P到前軸的距離，為P到后軸的距離，為前輪側(cè)偏角，為后輪側(cè)偏角，為轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度，v為車速。 生產(chǎn)技術(shù)研究所, 東京都 東京市 1538505）摘 要：采用輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車可采用直接橫擺力矩控制（Direct Yawmoment Control, DYC）等穩(wěn)定性控制，而車體側(cè)偏角（簡(jiǎn)稱β角）是穩(wěn)定性控制中的重要參數(shù)。Hori研究室提出的β角觀測(cè)器是在易于實(shí)施的線性觀測(cè)器基礎(chǔ)上進(jìn)行了反饋矩陣魯棒性設(shè)計(jì)，并采用了β角與輪胎側(cè)偏剛度互相推測(cè)的在線辨識(shí)方法，克服了模型誤差的影響，從而顯著提高了β角的推測(cè)精度和魯棒性[2]。為充分反映車輛在線性區(qū)和非線性區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)，將全部的狀態(tài)變量（車輛橫擺角速度和車體側(cè)滑角β）都用于觀測(cè)器的狀態(tài)估計(jì)中，并將車輛橫擺角速度和車體側(cè)向加速度作為觀測(cè)器的輸出反饋?zhàn)兞俊?． 輪胎側(cè)偏剛度辨識(shí)上述魯棒性設(shè)計(jì)可較好地觀測(cè)器的效果。對(duì)于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車，電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力是容易估算，因此，各輪胎縱向力可按圖3所示的方法估算。圖7轉(zhuǎn)向角輸入較大，車輛處于非線性區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果。參考文獻(xiàn)[1] Tomoko Inoue and Yoichi Hori, “Observer Design of Body Angle 223。雖然目前還沒(méi)有應(yīng)用精確測(cè)試的數(shù)據(jù)直接驗(yàn)證輪胎側(cè)偏剛度的辨識(shí)結(jié)果，但是在本文構(gòu)造的觀測(cè)器中，由于β角與輪胎側(cè)偏剛度是相互推定的，因此從β角觀測(cè)的良好效果可以反映出輪胎側(cè)偏剛度的辨識(shí)也是準(zhǔn)確有效的。將β角全階線性觀測(cè)器與輪胎側(cè)偏剛度在線辨識(shí)相結(jié)合，所構(gòu)造的新型觀測(cè)器如圖4所示。另外，當(dāng)輪胎的側(cè)偏角較大，輪胎進(jìn)入非線性特性區(qū)域時(shí)，輪胎側(cè)偏剛度也會(huì)發(fā)生變化。的估計(jì)誤差值可表示為下面的誤差方程： （8） 盡管二自由度線性模型在轉(zhuǎn)向角較小情況下具有較高的精度，但當(dāng)輪胎側(cè)偏角較大，輪胎側(cè)偏力特性處于非線性區(qū)時(shí)，模型誤差會(huì)使β角的推測(cè)值也相應(yīng)地產(chǎn)生較大的誤差。因此我們使用了如圖1所示的電動(dòng)汽車的雙輪二自由度運(yùn)動(dòng)模型。電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制中的車體
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