近日,我校机电工程与自动化学院青年教师郭宁远博士与昆明理工大学合作,以JN江南官方为第一署名单位在电动汽车领域国际知名期刊《IEEE Transactions on Transportation Electrification》上发表题为“Handling-Stability Control for Distributed Drive Electric Vehicles via Lyapunov-Based Nonlinear MPC Algorithm”的文章,郭宁远博士为第一作者,昆明理工大学陈峥教授为共同通讯作者。该论文基于李雅普诺夫非线性模型预测控制理论,提出了一种面向分布式电驱动车辆的主动安全控制策略,有效提升车辆操稳性,确保行驶安全,有力支撑了机械工程学科“先进测控技术与故障诊断”方向的新能源动力装备管控技术。
操纵稳定性是车辆主动安全控制中的重要指标之一,直接决定着驾驶员的操控体验和车辆抗扰回归稳定行驶的能力。为此,本文提出了一种面向分布式电驱动车辆的新型操纵稳定性控制策略:(1)设计了一种仅关于前轮转角反馈信息的运动监督器,实时评估车辆行驶状态,并生成的横摆角速度统一参考,以期解决极限工况下车辆操纵性与稳定性目标间冲突的问题,提升协调控制效果。(2)提出了一种基于李雅普诺夫非线性模型预测控制(LNMPC)的直接横摆力矩控制器,有效保证闭环稳定性;为实现实时优化,开发了一种改进的迭代线性二次规划器(iLQR)算法,利用松弛对数障碍函数和双环迭代方式确保不等式约束条件,并证明了该算法的求解最优性;利用辅助控制率确定算法初始解,降低初值敏感性。(3)利用基于KKT最优条件的力矩分配方法,优化虚拟控制力矩并获得各轮毂电机力矩命令。(4)仿真和硬件在环实验表明,所提出的策略能有效提升车辆操纵稳定性能,具有良好的实时计算效率。
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