[发明专利]一种带有容错功能的轮毂电动汽车直接横摆力矩控制方法

摘要

本发明公开了一种带有容错功能的轮毂电动汽车直接横摆力矩控制方法，主要步骤为：建立线性二自由度模型得到车辆的理想横摆角速度和理想质心侧偏角，构造状态观测器估计车辆的实际质心侧偏角；建立七自由度车辆动力学模型作为控制对象，并引入故障因子构建具有驱动电机故障的车辆动力学模型；基于自适应终端滑模理论与PI控制理论设计上层控制器得到虚拟控制指令；基于故障信息与力矩优化分配法设计容错下层控制器，保障故障后车辆的行驶性能与安全性能。本发明所提出的方法保证了故障后的行驶安全性，在有无执行器故障的条件下，均能保证车辆行驶的稳定性，扩大了行驶稳定性范围。同时，改善了对四轮的控制协调性并提高了故障车辆的响应性能。

主权项

1.一种带有容错功能的轮毂电动汽车直接横摆力矩控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立线性二自由度车辆动力学模型作为汽车运行过程中的参考模型；根据参考模型，计算出理想横摆角速度γ_d和理想质心侧偏角β_d；并构造状态观测器，根据γ估计车辆的实际质心侧偏角β；步骤2，建立七自由度车辆动力学模型并引入故障因子，构建具有驱动电机故障的车辆动力学模型，根据故障因子的变化，设计车辆无故障、部分故障、完全故障的情况；步骤3，将由二自由度车辆模型得到的理想值与车辆动力学模型得到的实际值之差发送给上层控制器中的DYC控制器，利用自适应终端滑模控制算法计算出维持车辆稳定所需要的横摆力矩M_z；将输入纵向车速v_x与实际纵向速度之差发给上层控制器中的PI控制器，计算维持车辆稳定所需要的纵向力F_x，M_z与F_x为所需的虚拟控制指令；步骤4，在力矩分配中，利用设计的优化分配算法与所给故障信息分配上层控制器模块计算出的横摆力矩M_z与纵向力F_x给四个轮毂电机，实现车辆的稳定运行。