机械工程学报

作者：王法安, 杨全合, 殷国栋, 梁晋豪, 张兆国

单位：1. 昆明理工大学现代农业工程学院 昆明 650500;2. 东南大学机械工程学院 南京 211189

关键词：分布式驱动电动汽车,纵-垂向运动协同控制,轮胎非线性,线性参数时变模型,快速控制原型；

基金：国家重点研发计划(2022YFD2002004)和国家自然科学基金(52402497，51975118，52025121，52002066)资助项目。

以分布式电驱动底盘为载体的电动汽车赋予车辆更为灵活和模块化的控制模式。然而，在复杂城市交通场景下，车辆频繁的加减速行为对整车的纵-垂向运动控制提出极大的挑战，为此，旨在利用转矩矢量控制与主动悬架系统的集成提升分布式驱动电动汽车的纵、垂向综合运动性能。首先，面向直线行驶工况，构建半车动力学模型，考虑到轮胎的非线性特性，通过拟合轮胎力，实时求解等效的轮胎侧偏刚度，在此基础上，引入线性参数时变模型解决车速与侧偏刚度带来的系统不确定性问题，从而降低算法优化过程的计算负担；其次，采用模型预测控制将车辆安全、节能及舒适性作为控制目标，其中轮胎滑移率及电机效率、执行器能耗及车辆垂向运动等指标作为目标函数进行优化，控制器求解过程推导了满足系统多性能要求的硬约束条件；选取ECE(联合国欧洲经济委员会汽车法规)作为测试工况，通过快速控制原型试验对所设计的算法进行了验证，结果表明，该控制器能够在保证车辆稳定的基础上，综合提升整车的节能性和舒适性，在连续加速行为下，轮胎最大滑移率较线性二次规划算法可降低约24%，电机效率可以保持在88%以上，同时垂向运动性能也可得到极大改善。

来源：2025年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第4期