分布式驱动电动汽车定速巡航控制

目录

前言

1. 电机模型

1.1电机数学模型

1.2 电机传递函数模型

2. 控制器设计

2.1 总驱动力平均分配

2.2 控制器及分配smulink模型

3. 仿真结果

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前言

上篇文章是我们操稳性文章的第一篇，也是开端和基础，该篇文章介绍了7自由度非线性模型如何去用simulink建模，最后并给出仿真结果。

本篇文章我们来做一个简单的定速巡航控制，其主要的控制原理是用驱动电机提供驱动力矩，通过控制器得到期望输入转矩Ti，经由电机模型得到实际输入转矩To。

上篇文章链接：

操稳性7自由度模型_Mr. 邹的博客-CSDN博客

1. 电机模型

通常，可以用实际情况的数学模型来建立电机模型，也可以利用电机模型得到的简化二阶传递函数。

1.1电机数学模型

式中: Tei 为电磁转矩; TLi 为负载转矩; Jwi 为车轮( 含电机转子) 转动惯量; ωmi 为电机转速; Km 为转矩系数; Ke为反电动势系数; imi 为电机电流; Ｒ 为电枢电阻; Lm 为电机电感; Ei 为输入电压; r 为电机黏性摩擦因数。

通过常用PI控制器来得到电机的期望输入电压：

1.2 电机传递函数模型

式中，ξ为电机特性常数。

2. 控制器设计

既然是车速跟踪控制，那么我们可以将实际车速和目标车速之差作为误差变量，这里可以采用我们之前学过的各种算法，其实算法本身是固定的，但是模型是变化的而已，而大部分算法都是基于模型的，即必须去推导误差方程设计控制器，但是也有不需要模型的，如我们最常见的PID控制器，所以这里就以间的PID控制来进行横摆力矩分配，以产生车辆行驶所需的纵驱动力矩Td0。

2.1 总驱动力平均分配

对于控制器得到的总驱动力矩需要对其进行分配，有很多分配表达式，但实际上文献中大致无非平顺分配法和最优分配法，最优分配法涉及优化算法，这里就以基于垂向载荷的平均分配法：

2.2 控制器及分配smulink模型

3. 仿真结果

这里仍以前轮转角5°时的仿真工况进行测试，设定目标车速vd=10m/s，测试结果如下：