机械工程学报

作者：赵明慧, 郭浩然, 张利鹏, 刘欣

单位：1. 河北省特种运载装备重点实验室 秦皇岛 066004;2. 燕山大学车辆与能源学院 秦皇岛 066004

关键词：电动汽车,四轮独立转向,四轮独立驱动,转向失效,分配重构,行驶稳定性；

基金：国家自然科学基金(52272407)、中央引导地方科技发展资金(226Z2202G)、河北省自然科学基金(E2020203174)和河北省高等学校科学研究重点(ZD2022029)资助项目。

四轮独立转向分布式驱动电动汽车具备常规车辆无法比拟的机动性、通过性和操纵稳定性，但其复杂的结构特点以及执行器的高度冗余加大了转向系统驱动电机失效的风险。针对单轮转向失效行驶稳定性问题，通过分析后轮主动转向对于车身稳定性的影响，采用附加后轮转向的单轨模型作为稳态参考模型，提出一种轮胎力可分配重构的分层控制方法。首先，根据轮胎侧偏状态确定各轮转向控制方式，考虑转向失效冲击和横摆角误差累积，设计基于参数自适应的递归非奇异终端滑模控制器即上层控制器；然后，以最小化轮胎负荷率作为优化目标，根据车辆状态动态调整执行机构的介入和退出，重新分配车轮转角和驱动/制动力矩来设计下层控制器；最后，通过离线仿真和控制器在环仿真对所提控制方法进行验证。结果表明，在单轮转向失效的工况下，所设计的控制器相比于普通滑模控制器使最大横向位置误差分别降低了85.2%和88.1%，使最大横摆角误差分别降低了81.8%和81.5%，可以使四轮独立转向分布式驱动电动汽车保持良好的行驶稳定性。

来源：2024年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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