四轮轮毂电机电动汽车固定横摆角速度增益控制研究

电动汽车稳定性的横摆力矩控制张金柱张洪田孙远涛哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１摘要：针对轮毂电机式电动汽车的稳定性控制问题，建立了七自由度整车模型和非线性轮胎模型。在此基础上，提出基于横摆力矩控制的电动汽车稳定性控制策略。通过线性二自由度车辆模型计算理想质心侧偏角和理想横摆角速度。采用状态观测器估计实际质心侧偏角。以汽车质心侧偏角和横摆角速度为控制变量，设计了基于滑模理论的稳定性控制器。通过对单个车轮施加驱动或制动控制，产生纠正汽车行驶状态的横摆力矩。建立了基于ＣａｒＳｉｍ和Ｍａｔｌａｂ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ的稳定性控制系统虚拟仿真平台，在双移线工况下进行仿真分析。结果表明该稳定性控制器能够快速施压驱动力或制动力，及时、准确地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角，避免汽车产生不足转向或过多转向，使汽车实际运行的路径与期望路径保持一致，提高了汽车的操纵稳定性。电动汽车稳定性；滑模控制；横摆力矩；质心侧偏角；横摆角速度Ｕ４６１．６Ａ１００７－　４４９Ｘ　（２０１２）　０６－　００７５－　０６Ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｙａｗ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｚｈｕＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｔｉａｎＳＵＮ　Ｙｕａｎ－ｔａｏ２０１２　－０３　－２６黑龙江省自然科学基金（Ｅ２００９５０）；哈尔滨市优秀学科带头人项目（２０１０ＲＦＸＸＧ００１）张金柱（１９６３－），男，博士研究生，教授，研究方向为汽车电控技术，汽车动力工程；张洪田（１９６２－），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为动力机械工程；孙远涛（１９８１－），男，博士研究生，实验师，

研究方向为汽车动力工程。万方数据以安装到每个制提高了汽车万方数据主动响应的关系。万方数据射横摆力矩ｊ万方数据吾的有效性，习万方数据＠＠［　１　］ ＮＡＫＡＺＡＷＡ　Ｍ，　ＩＳＯＢＥ　Ｏ，　ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｒａｋｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ａｎｄ　ｂｒａｋｅ　ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ［　Ｊ　］．　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ，　１９９５，　２４　（　４　）　：　４１３ －４２６．＠＠［２］ 赵景波，周冰，贝绍轶．电动汽车ＥＰＳ系统阻尼工况Ｂａｎｇ　Ｂａｎｇ ＰＩＤ控制［Ｊ］．电机与控制学报，２０１１，　１５（１１）：　９５－１００． ＺＨＡＯ　Ｊｉｎｇｂｏ，　ＺＨＯＵ　Ｂｉｎｇ，　ＢＥＩ　Ｓｈａｏｙｉ．　Ｂａｎｇ－Ｂａｎｇ－ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ＥＰＳ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｎｄｅｒ　ｄａｍｐｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，　２０１１，　１５（１１）：９５　－　１００．＠＠［３］ 张志远，万沛霖．一种用于电动车辆驱动控制的模糊控制系统 设计［Ｊ］．电机与控制学报，２００５，９（３）：２０３　－２０６． ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉｙｕａｎ，ＷＡＮ　Ｐｅｉｌｉｎ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｆｕｚｚｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎ ｔｒｏｌ，　２００５，　９（３）：　２０３　－２０６．＠＠［４］丁惜瀛，张钦爽，覃艳丽，等．基于转矩分配的电动汽车横摆稳 定性控制［Ｊ］．大功率变流技术，２０１０（５）：４１－４４． ＤＩＮＧ　Ｘｉｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｑｉｎｓｈｕａｎｇ，ＴＡＮ　Ｙａｎｌｉ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｙａｗ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ＥＶ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｏｒｑｕｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［　Ｊ］．　Ｈｉｇｈ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎ ｖｅｒｔｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　２０１０（　５　）　：　４１　－４４．＠＠［５］ ＯＮＯＥ，　ＨＡＴＴＯＲＩ　Ｙ，　Ｍｕｒａｇｉｓｈ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｉｎｔｅ ｇｒａｔｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｆｏｕｒ　ｗｈｅｅｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｕｒ　ｗｈｅｅｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｔｒａｃｔｉｏｎ／ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ［　Ｊ］．　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｙｎａｍ ｉｃｓ，　２００６，　４４（２）　：　１３９－１５１．＠＠［６］ 罗虹，张立双，来飞，等．采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳 定性控制系统［Ｊ］．重庆大学学报，２０１０，３３（１０）：　１９－２４． ＬＵＯ　Ｈｏｎｇ，　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｓｈｕａｎｇ，　ＬＡＩ　Ｆｅｉ，　ｅｔａｌ．　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｕｓｉｎｇ　ｏｐｔｉｍａｌ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｙａｗ　ｍｏｍｅｎｔ［　Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　２０１０，　３３（１０）　：　１９　－２４．＠＠［７］ ＴＡＨＡＭＩ　Ｆ，　ＦＡＲＨＡＮＧＩ　Ｓ，　ＫＡＺＥＭＩ　Ｒ．　Ａ　ｆｕｚｚｙ　ｌｏｇｉｃ　ｄｉｒｅｃｔ　ｙａｗ ｍｏｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａｌｌ　ｗｈｅｅｌ　ｄｒｉｖｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ　［　Ｊ　］． Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ．　２００４，　４１　（３）：　２０３　－２２１．＠＠［　８　］ ＫＩＭ　Ｄ　Ｈ，　ＫＩＭ　Ｊ　Ｍ，　ＨＷＡＮＧ　Ｓ　Ｈ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｏｐｔｉｍａｌ　ｂｒａｋｅ　ｔｏｒｑｕｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ａ　ｆｏｕｒ　ｗｈｅｅｌ　ｄｒｉｖｅ　ｈｙｂｒｉｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．　２００７，　２２１ （Ｄ１１）　：　１３５７　－１３６６．＠＠［９］玄圣夷，宋传学，靳立强，等．基于多级鲁棒ＰＩＤ控制的汽车稳 定性控制策略［Ｊ］．吉林大学学报：工学版，２０１０，４０（１）：　１３ －１８． ＸＵＡＮ　Ｓｈｅｎｇｙｉ，ＳＯＮＧ　Ｃｈｕａｎｘｕｅ，　ＪＩＮ　Ｌｉｑｉａｎｇ，　ｅｔａｌ．　Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｒｏｂｕｓｔ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ　Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｅｄｉｔｉｏｎ，　２０１０，　４０ （１）：　１３－１８．＠＠［１０］ ＹＯＵ　Ｓｅｕｎｇ－Ｈａｎ，　ＨＡＨＮ　Ｊｉｎ－Ｏｈ，　ＬＥＥ　Ｈｙｅｏｎｇ－ｃｈｅｏｌ．　Ｎｅｗ　ａ ｄａｐｔｉｖｅ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｔｏ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｉｄｅｓｌｉｐ　ａｎ ｇｌｅ［Ｊ］．　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ，　２００９，　１７（１２）：　１３６７ －　１３７９．＠＠［１１］ ＹＩ　Ｋ，　ＣＨＵＮＧＴ，　ＫＩＭ　Ｊ，ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ［　Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｕ ｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００３，　２１７（１２）　：　１０８１　－　１０９４．＠＠［１２］唐国元，宾鸿赞．ＡＢＳ的模糊滑模变结构控制方法及仿真研 究［Ｊ］．中国机械工程，２００７，１８（１３）：１６３０　－１６３２． ＴＡＮＧ　Ｇｕｏｙｕａｎ，　ＢＩＮ　Ｈｏｎｇｚａｎ．　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｆｕｚｚｙ　ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ＡＢＳ　［　Ｊ　］．　Ｃｈｉｎａ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，　２００７，１８（１３）　：　１６３０　－　１６３２．＠＠［１３］ ＹＩ　Ｋｙｏｎｇｓｕ，　ＣＨＵＮＧ　Ｔａｅｙｏｕｎｇ，ＫＩＭ　Ｊｅｏｎｔａｅ，ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ｉｎｖｅｓｔｉ ｇａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃｏｎ ｔｒｏｌ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　２００３，　２１７（１２）　： １０８１　－　１０９３．＠＠［１４］于卓平，姜炜，张立军．四轮轮毂电机驱动电动汽车扭矩分配 控制［Ｊ］．同济大学学报：自然科学版，２００８，３６（８）：　１１１５ －１１１９． ＹＵ　Ｚｈｕｏｐｉｎｇ，　ＪＩＡＮＧ　Ｗｅｉ，　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｊｕｎ．　Ｔｏｒｑｕｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｆｏｕｒ　ｗｈｅｅｌ　Ｉｎ－ｗｈｅｅｌ－ｍｏｔｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ　Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　２００８，　３６　（８）：　１１１５ －１１１９．＠＠［１５］ ＣＨＥＮ　Ｂ　Ｃ，　ＰＥＮ　Ｇ　Ｈ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｂａｓｅｄ　ｒｏｌｌｏｖｅｒ　ｐｒｅｖｅｎ ｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｐｏｒｔ　ｕｔｉｌｉｔｙ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ　ｗｉｔｈ　ｈｕｍａｎ－ｉｎ－ｔｈｅ－ｌｏｏｐ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ ［Ｊ］．　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ，　２００１，３６（４／５）：　３５９－３８９．＠＠［　１６］ ＭＡＳＡＯ　Ｎａｇａｉ，　ＭＯＴＯＫＩ　Ｓｈｉｎｏ，　ＦＥＮＧ　Ｇａｏ．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｅ　ｆｒｏｎｔ　ｓｔｅｅｒ　ａｎｇｌｅ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔ　ｙａｗ　ｍｏｍｅｎｔ　［　Ｊ　］． ＪＳＡＥ　Ｒｅｖｉｅｗ，　２００２，　２３（３）　：　３０９－３１５．＠＠［１７］熊璐，余卓平，姜炜，等．基于纵向力分配的轮边驱动电动汽 车稳定性控制［Ｊ］．同济大学学报：自然科学版，２０１０，　３８ （３）：４１７　－４２１． ＸＩＯＮＧ　Ｌｕ，ＹＵ　Ｚｈｕｏｐｉｎｇ，ＪＩＡＮＧ　Ｗｅｉ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｖｅｈｉ ｃｌｅ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　４ＷＤ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉ ｎａｌ　Ｆｏｒｃｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ［　Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ： Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　２０１０，　３８（３）：　４１７　－４２１

第８卷第６期　

２０　１　６年１　１月　南　阳　理　工　学　院　学　报　

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＮＡＮＹＡＮＧ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏｌ＿８　ＮＯ．６　

ＮＯＶ．　２Ｏ１６　

四轮毂驱动电动汽车电子差速控制的研究　

沈世辉　，段　静　，史添添　，曾　洁　，张育华　

（１．大连交通大学电气信息学院辽宁大连１１６０２８；２．镇江恒驰科技有限公司　江苏镇江２１２０００）　

摘要：本文针对四轮独立驱动轮毂电动车的差速控制展开研究，首先对电子差速方法进行分析，然后提出基于四　轮毂电机的电子差速控制方案，并基于ＨＴＵ控制平台对整车的控制技术进行研究实验，实验结果表明所采用的控　制模型满足实验样车在中低速行驶下的行驶要求。因此该实验平台及研究成果为以后对四轮独立驱动的电动车　的深入研究奠定了良好基础。　关键词：电动汽车；轮毂电机；电子差速　中图分类号：Ｕ４６９．７２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—５１３２（２０１６）０６～００３８—０５　

随着汽车保有量的增加，能源与环境问题１３益　突出，为了汽车产业可持续发展，各国政府及汽车制　

造商纷纷将目光投向新能源汽车，其中电动汽车被　看作是未来汽车产业发展的主要方向。　轮毂电动汽车由于采用轮毂电机驱动，它摒弃　了差速器、离合器、变速器等复杂传动系统，使车辆　结构简化、轻量化，并使车辆更易于高效智能控制，　所以轮毂式电动汽车研究又是电动汽车技术研究中　的热点。对于轮毂电动汽车而言，电子差速控制直　接影响整车操控性与运行安全，本文构建了四轮毂　

独立驱动的小型电动车实验台架，重点对四轮毂驱　动电动汽车电子差速控制展开研究和实验。　

１　四轮独立驱动的轮毂电动汽车控制　

结构　

本文针对四轮独立驱动轮毂电动车的差速控制　展开研究，由于四轮独立驱动轮毂电动车的各车轮　之间的驱动控制相对独立，因此实现车辆实时平稳　的电子差速控制就成为技术的关键。整车控制系统　采用ＣＡＮ总线的主从式控制方式¨　，这样满足现代　汽车电子控制的设计概念。整车控制系统主要由　ＣＡＮ网络、中央控制模块ＨＴＵ和轮毂电机驱动控　制子模块构成，整车的４个轮毂电机采用分布式控　制，每个轮毂电机对应一个电机驱动控制器。中央　模块ＨＴＵ负责采集、处理车辆的参数信息例如档　位、转向角、加速踏板等以及对整车运行控制策略的　

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究共3篇

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究1

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究

随着各国对环保和节能理念的不断提高，电动车的普及程度越来越高，特别是在城市交通领域。传统的车辆采用传统的燃油动力，较之电动汽车，不仅控制复杂，同时能源消耗过大、环境污染严重，跟不上时代的步伐。为了响应绿色环保理念，四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统逐渐进入人们的视野。许多汽车生产厂家也开始投入大量的经费，尽力满足客户日益增长的需求。

永磁无刷轮毂电机是现代电动汽车中常见的一种驱动形式，要想将电力变为动力，永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制显得十分重要。由于永磁无刷轮毂电机的控制技术问题，目前该驱动系统仍处于完善状态。本文旨在分析和研究四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制问题，并提出一种新型控制系统的方案。

1. 电动四轮驱动汽车系统介绍

电动四轮驱动汽车，即为同时由四个独立的电机提供动力的车辆，其每个电机的功率、扭矩和转速均可以独立调节。其中，永磁无刷轮毂电机是一种常见的电机产品，具有高效、可靠、安全、节能等特点。轮毂电机的工作原理是将电能转化成机械能，通过转轮来驱动车辆行驶。

2. 永磁无刷轮毂电机的驱动控制

永磁无刷轮毂电机的控制分为位置控制和速度控制两种。其中位置控制主要是马达的定位和调整，而速度控制是为了控制汽车的运动速度。

（1）位置控制

在位置控制方面，目前较为常用的是闭环控制方法。用速度传感器、定位信号器和转子位置估计等仪器来获取电动机转子的具体位置，再根据电动机的工作状态进行调节控制。同时，为确保闭环控制系统的稳定运行，一般需要加入PID控制算法进行调整。

（2）速度控制

在速度控制上，电动车辆的执行器通常是直流转换器。直流转换器主要是将交流电转换为直流电，使其可以输出发动机所需的电流和电压。直流转换器一般采用电流控制和电压控制两种调控方式。

四轮转向车辆直接横摆力矩的模糊ＰＩＤ控制研究　

刘春辉，孟亚东，张伯俊，付燕荣　

（天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津３００２２２）　

Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ　Ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｙａｗ—ｍｏｍｅｎｔ　

ＬＩＵ　Ｃｈｕｎ—ｈｕｉ，ＭＥＮＧ　Ｙａ—ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ—ｊｕｎ，ＦＵ　Ｙａｈ—ｒｏｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ．Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２２２，Ｃｈｉｎａ）　

摘要：引入轮胎魔术公式，建立了四轮转向车辆　的三自由度非线性动力学模型。将四轮转向与直接　

横摆力矩相结合，以车辆横摆角速度为控制变量，设　计了模糊ＰＩＤ控制器。利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工　具，将此控制器应用于非线性四轮转向车辆动力学　模型进行了仿真。　关键词：四轮转向；直接横摆力矩；操纵稳定性；　模糊ＰＩＤ控制　

中图分类号：Ｕ４６３．４２；ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—２２５７（２０１０）１ｌ一００４５—０３　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｍａｇｉｃ　Ｆｏｒｍｕｌａ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｄｙｎａｍｉｃ　

ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ．Ｃｈｏｏｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｙａｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｓ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔ　ｙａｗ　

——ｍｏｍｅｎｔ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｆｕｚｚｙ——ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｓ　ｄｅ——　ｓｉｇｎｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｗｉｔｈ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｎ　Ｍａｔ—　ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ；ｄｉｒｅｃｔ　ｙａｗ—