四轮独立驱动

摘要： 为了降低四轮独立驱动电动汽车在复杂路面上直线行驶时跑偏以及车轮打滑对汽车行驶操纵稳定性产生的不良影响,提出了一种以开关磁阻电机为驱动核心,采用模糊趋近律理论对控制参数进行实时修正的转矩协调控制策略。该策略由模糊PID控制器计算汽车行驶力矩,由滑模变结构控制计算纠正车辆跑偏的附加横摆力矩以及车轮打滑时的防滑力矩。基于该控制策略搭建的仿真模型包含了车速控制器、横摆运动控制器以及防滑控制器,并协调分配到各个车轮上。将Matlab/Simulink中搭建的电机驱动模型与Carsim中搭建的整车模型进行联合仿真,与无控制下的仿真结果对比表明,转矩协调控制可快速将车速、横摆角速度和车轮滑转率控制在理想值附近,较好地提升了直线行驶稳定性。

摘要： 针对四轮独立驱动电动汽车转向控制效果与所搭建车辆动力学模型参数紧密相关的问题,提出一种车辆动力学模型参数自校正转向控制系统设计方法。采用递推最小二乘法对车辆动力学模型关键参数进行实时辨识,有效地解决了车辆动力模型参数时变及非线性扰动影响的问题。设计加权最小方差自校正车辆转向控制器,实现对车辆转向横摆稳定性进行实时优化的目标。通过建立加权最小方差控制目标函数,计算出优化横向稳定性所需附加横摆力矩,并实时修正车辆四轮独立驱动转矩,有效提升了四轮独立驱动电动汽车转向工况操纵稳定性。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对所设计自校正四轮转向控制系统进行仿真分析验证。仿真结果表明,该加权最小方差自校正转向控制器能有效提升四轮独立驱动电动汽车的行驶稳定性。

摘要： 为提高四轮独立驱动电动汽车(4WIDEV)行驶中的稳定性,提出以优化轮胎负荷率为目的,应用二次规划理论的驱动力矩分配方法。设计驱动力矩控制策略,对比规则分配、优化规则分配与二次规划分配方法,在CarSim与Simulink联合仿真平台中建立4WIDEV整车模型,选取方向盘转角为增幅正弦信号的工况、加速单移线工况,将二次规划分配方法与优化后的规则分配方法进行对比实验。结果表明:采用二次规划理论的驱动力矩分配方法能够更好地降低轮胎负荷率,有效提升轮胎的稳定裕度,进一步提高车辆行驶的安全性。

摘要： 针对分布式驱动电动汽车动力学模型参数非线性扰动影响转矩控制的问题,提出一种新的转矩自适应分层控制方法。建立四轮独立驱动电动汽车二自由度车辆动力学模型及车辆期望动力学模型,设计线性二次型最优控制器实现车辆对理想二自由度模型横摆稳定性参数的跟踪控制,计算出主动附加横摆控制力矩。针对车辆动力学模型参数扰动情况,基于李雅普诺夫稳定性理论,运用自适应控制算法提升线性二次型最优控制器的自适应能力,减小控制对象参数变动造成的控制偏差。搭建CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真平台验证了该方法的有效性。仿真实验表明,所设计自适应抗扰转矩控制器可有效提升四轮独立驱动电动汽车的横摆稳定性。

摘要： 为了提高四轮独立驱动电动汽车在低附着路面上的操纵稳定性,提出了基于粒子群优化PID参数的直接横摆力矩控制算法。控制器采用分层控制:上层根据参考模型和车辆实际运行状态,基于粒子群PID算法计算车辆稳定运行所需直接横摆力矩;下层控制采用载荷估计控制方法对四轮转矩进行控制分配并结合电机查表模型和转矩约束条件获取最优输出力矩。并通过Carsim/Simulink联合仿真模型进行低附着路面工况试验。结果表明:提出的方法在低附着路面下高速阶跃工况和低速正弦工况中能够有效提高车辆的操纵稳定性。

摘要： 车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一种基于惯性测量单元、轮毂电机内置转速/转角传感器的车辆质心侧偏角和路面附着系数动态联合估计方法.对四轮独立驱动电动汽车进行车辆动力学分析,结合Dugoff轮胎计算模型得到车辆质心侧偏角估计器;利用机器学习中高维数据降维PCA多元分析方法,提取主元特征参数,建立路面附着系数估计器.采用可自适应调节网络结构的双径向基神经网络和扩展卡尔曼滤波DRBF-EKF方法,通过K-means算法改进RBF神经网络结构,扩展卡尔曼滤波进行噪声滤波提高估计精度,实现车辆质心侧偏角和路面附着系数的动态联合估计.通过仿真和实车实验表明,所设计的DRBF-EKF动态联合估计器实时性和估计精度均优于扩展卡尔曼滤波算法,可以适应车辆行驶过程中路面附着特性与车速的变化,表现出较强的鲁棒性;与DRBF方法相比,显著提高了估计精度;并且分析了可以同时满足估计精度和实时性要求的最佳隐含层神经元个数.

摘要： 针对无人驾驶四轮独立驱动电动车在轨迹跟踪稳定性问题,研究了一种综合制动防抱死ABS、驱动防滑TCS和横摆控制YSC的稳定性控制策略.给出了整车控制逻辑,应用MATLAB/Simulink与CarSim软件建立仿真模型,分别设计ABS、TCS和YSC的控制策略,选定典型工况进行了控制策略验证.验证结果表明:控制策略能够同时保证无人驾驶四轮独立驱动电动车的轨迹跟踪的准确性和行驶稳定性.

摘要： 为提高四轮独立驱动电动车(EV)辆行驶中侧向稳定性和安全性,设计了一种基于模型参考自适应(MRAC)直接横摆力矩稳定性控制算法.上层控制器通过Lyapunov数设计并对系统轮胎侧偏刚度、车身质量参数进行实时估计以获得额外横摆力矩;下层控制器利用二次规划法优化所得力矩分配至各轮,以保证控制器动态响应的实时性.在双移线工况下进行Carsim与Simulink联合仿真的结果表明:在附着因数为0.85时,该算法的横摆角速度、质心侧偏角的平均绝对误差相比传统滑模控制分别下降43.0%、37.1% ;在附着因数为0.40时,分别下降了25.3%、23.2%.因此,该算法提高了车辆行驶稳定性和安全性.

摘要： 随着科学技术的发展和进步,移动式服务机器人因其独特优势得到国内外研究者的关注.研究了移动式服务机器人的运动控制系统,采用STM32F407IGT6芯片作为运动控制系统的控制核心,机器人采用4个行进轮毂电动机和4个转向电动机,分别控制机器人轮子的行进和转向.通过独立控制这8个电动机,可实现移动式服务机器人的前进、后退、斜行、横移、左转向、右转向、原地转向等多种行走功能.研究表明,该系统测试的各项数据均能达到移动式服务机器人的要求.

摘要： 为了改善四轮转向车辆在高速工况下的转向灵敏度不足问题,并提高四轮转向车辆在低附着路面下的稳定性,以主动后轮转向/四轮独立驱动车辆为研究对象,基于分层协调闭环控制策略,设计了主动后轮转向(active rear wheel steering,ARS)和四轮转矩分配(four-wheel torque distri-bution,4WTD)的协调控制系统.首先,以车辆质心侧偏角为控制目标,设计了前馈+反馈的主动后轮转向控制器;然后以车辆横摆角速度和期望纵向车速为控制目标,设计了四轮转矩分配控制器;最后设计了基于规则的协调控制器,合理分配各子控制器的工作区间.通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台,对所设计的协调控制系统进行了仿真验证.仿真结果表明,所设计的协调控制系统达到了提高四轮转向车辆性能的控制目标.

摘要： 本文研究四轮独立驱动(4WID)纯电动汽车的驱动防滑(ASR),提出基于门限角加速度和滑转率的模糊滑转率控制方法.利用4WID电动汽车驱动力矩独立可控,转速和驱动力矩容易获得的特点,以实际角加速度与门限角加速度之差和实际滑转率作为模糊控制器输入,使得实际角加速度接近门限角加速度,控制各轮的驱动力矩实现驱动防滑.与PID控制进行对比,仿真结果表明,基于门限角加速度的模糊滑转率控制,能有效的降低滑转率,抑制驱动轮的滑转,提高了电动汽车在低附着路面加速行驶的稳定性和安全性.

摘要： 首先对四轮独立驱动电机的响应误差进行了分析，并针对电机的稳态误差和动态误差分别提出前馈补偿和PID主动补偿的控制方法。研究了电机响应误差对独立驱动电动车的直线行驶稳定性的影响，提出BP神经网络的PID控制方法，协调各个电机之间的转矩差值。在所建立的仿真模型上的验证证明：所提出的控制方法很好的纠正了车辆的跑偏。

摘要： 首先对四轮独立驱动电动机的响应误差进行了分析,并针对电动机的稳态误差和动态误差分别提出前馈补偿和PID主动补偿的控制方法。研究了电动机响应误差对独立驱动电动车的直线行驶稳定性的影响,提出BP神经网络的PID控制方法,协调各个电动机之间的转矩差值。在所建立的仿真模型上的验证证明:所提出的控制方法很好地纠正了车辆的跑偏。

摘要： 本发明公开了具有四轮轮边电机驱动和四轮独立转向的电动汽车底盘总成，包括：车架；转向电机，其固定在车架上；以及转向托臂，能够绕转向电机的输出轴旋转；转向架，能够随着转向托臂一同旋转；驱动电机，转向立柱，轮毂可旋转的连接转向立柱，弹簧减振器总成，其设置转向托臂和转向立柱之间，用于对转向托臂支撑和减振；导向机构，用于对弹簧减振器总成运动提供导向，本发明采用轮边电机驱动汽车转向并将轮边电机设计成为簧上质量，提高汽车行驶平顺性和动力性，采用轮边电机控制驱动四轮驱动转矩，能够实现在不同车轮间的驱动转矩合理分配。

摘要： 本发明公开了具有四轮轮边电机驱动和四轮独立转向的电动汽车底盘总成，包括：车架；转向电机，其固定在车架上；以及转向托臂，能够绕转向电机的输出轴旋转；转向架，能够随着转向托臂一同旋转；驱动电机，转向立柱，轮毂可旋转的连接转向立柱，弹簧减振器总成，其设置转向托臂和转向立柱之间，用于对转向托臂支撑和减振；导向机构，用于对弹簧减振器总成运动提供导向，本发明采用轮边电机驱动汽车转向并将轮边电机设计成为簧上质量，提高汽车行驶平顺性和动力性，采用轮边电机控制驱动四轮驱动转矩，能够实现在不同车轮间的驱动转矩合理分配。

摘要： 本实用新型公开了一种具有四轮轮边电机驱动和四轮独立转向的电动汽车底盘总成，包括：车架；转向电机，其固定在车架上；以及转向托臂，能够绕转向电机的输出轴旋转；转向架，能够随着转向托臂一同旋转；驱动电机，转向立柱，轮毂可旋转的连接转向立柱，弹簧减振器总成，其设置转向托臂和转向立柱之间，用于对转向托臂支撑和减振；导向机构，用于对弹簧减振器总成运动提供导向，本实用新型采用轮边电机驱动汽车转向并将轮边电机设计成为簧上质量，提高汽车行驶平顺性和动力性。

摘要： 本发明公开了一种液压驱动型四轮独立驱动四轮独立转向除草机器人，包括动力舱系统、多功能底盘系统、智能除草结构系统、控制系统、导航系统；动力舱系统为除草机器人的转向、行走、调距以及限深等功能提供清洁能源动力，并保证机器人的低速运动性能；多功能底盘系统实现四轮独立驱动行走、轮距调节以及360°独立转向功能，以适应田间各种工况；智能除草结构系统实现智能除草；本发明结构简单合理、低速运动性能良好，利用液压驱动，减重的同时增强车辆的工作性能，本车辆相对其他大、重型车辆，降低了车辆重量对土壤的压实性的影响，降低了除草装置对农作物的影响，更好的适应了田间复杂路况。

摘要： 本发明公布了一种用于四轮独立驱动电动汽车的新的四轮转向方式；所述向方式结合了传统的前轮转向系统和后轮的差动转向系统。后轮的差动转向方式是通过控制左右车轮的驱动电机的驱动力不同，产生驱动力差，从而驱动车轮绕其主销转动产生后轮转向角，以体现四轮转向的优势。四轮转向系统可以极大提高车辆的高速转向时操纵稳定性和低速转向的机动性。采用后轮转向可以取消复杂的转向机构，结构简单，提高车辆的空间利用性。对于极限工况，由于车轮的回正力矩很小，极小的驱动力矩差就可能产生极大的转向角。在后轮的转向横拉杆处安装有离合装置，可以自动调节结合压紧度以产生摩擦力矩用于克服过多的驱动力矩差，从而得到期望的后轮转向角。

摘要： 本发明涉及一种基于线性二次型微分博弈的四轮独立驱动电动汽车四轮主动转向控制方法，通过前馈控制器输出前轮前馈补偿控制转向角和后轮前馈控制转向角，基于线性二次型微分博弈算法，将前轮反馈补偿控制转向角和后轮反馈控制转向角作为博弈的两个“局中人”，通过求解耦合代数黎卡提方程组获得微分博弈的反馈纳什均衡解，从而求得前轮反馈补偿控制转向角和后轮反馈控制转向角；通过前馈与反馈控制相结合的四轮主动转向提高电动汽车高速转向时的操纵稳定性和低速转向时的操纵灵活性，在基本不改变驾驶员传统前轮转向驾驶感觉的前提下，有效地降低了汽车质心侧偏角，能够较好地跟踪车辆理想横摆角速度，改善了车辆的主动安全性能。

摘要： 本发明公开四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，包括步骤1：当车辆转弯速度v≤40km/h时，控制器识别驾驶员特性，并且根据所述驾驶员特性并基于BP神经网络对参考横摆角速度进行调控；当车辆转弯速度v＞40km/h时，控制器根据二自由度调控模型控制输出参考横摆角速度；步骤2：控制器根据车辆实际横摆角速度和所述参考横摆角速度的差值向角度分配器输出附加转角，所述角度分配器将所述附加转角分配到四个车轮上。本发明所述的四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，根据驾驶员特性和车辆实时行驶状态，在车辆转弯时控制产生附加转角并分配给四个车轮而改变汽车的转向行驶状态，提高驾驶舒适性和稳定性。

摘要： 本发明公开了一种液压驱动型四轮独立驱动四轮独立转向除草机器人，包括动力舱系统、多功能底盘系统、智能除草结构系统、控制系统、导航系统；动力舱系统为除草机器人的转向、行走、调距以及限深等功能提供清洁能源动力，并保证机器人的低速运动性能；多功能底盘系统实现四轮独立驱动行走、轮距调节以及360°独立转向功能，以适应田间各种工况；智能除草结构系统实现智能除草；本发明结构简单合理、低速运动性能良好，利用液压驱动，减重的同时增强车辆的工作性能，本车辆相对其他大、重型车辆，降低了车辆重量对土壤的压实性的影响，降低了除草装置对农作物的影响，更好的适应了田间复杂路况。

摘要： 本发明公布了一种用于四轮独立驱动电动汽车的新的四轮转向方式；所述向方式结合了传统的前轮转向系统和后轮的差动转向系统。后轮的差动转向方式是通过控制左右车轮的驱动电机的驱动力不同，产生驱动力差，从而驱动车轮绕其主销转动产生后轮转向角，以体现四轮转向的优势。四轮转向系统可以极大提高车辆的高速转向时操纵稳定性和低速转向的机动性。采用后轮转向可以取消复杂的转向机构，结构简单，提高车辆的空间利用性。对于极限工况，由于车轮的回正力矩很小，极小的驱动力矩差就可能产生极大的转向角。在后轮的转向横拉杆处安装有离合装置，可以自动调节结合压紧度以产生摩擦力矩用于克服过多的驱动力矩差，从而得到期望的后轮转向角。

摘要： 本实用新型公开了一种四轮独立驱动与转向电动车轮毂电机驱动独立集成化结构，包括：车架焊接板；转向电机，其固定安装在所述车架焊接板上侧；转向电机输出端设有行星齿轮减速器；转向托臂，其设置在车架焊接板下侧，并与行星齿轮减速器的输出端固定连接；转向托臂下侧固定连接竖直方向的导轨；滑动立柱，其套设在所述导轨上，并能够沿所述导轨上下滑动；滑动立柱与所述转向托臂之间设有减振器；轮毂电机，其安装在车轮内，所述轮毂电机的定子与所述滑动立柱固定连接。本实用新型提供的四轮独立驱动与转向电动车轮毂电机驱动独立集成化结构，从结构上保证四轮独立驱动、独立转向以及独立制动控制的实现，解决了车辆在狭小空间内移动空难的问题。