云梯维修车横摆力矩分配控制策略仿真分析   广州云梯维修车出租, 云梯维修车出租, 广州云梯维修车租赁   对于本文所研究的轮边电驱动铰接云梯维修车左右驱动电机的等转矩控制也是一种可行的驱动转矩分配控制方案。为了验证本文所提出的云梯维修车横摆力矩分配控制策略，以下对云梯维修车侧向动力学的仿真实验中均进行了云梯维修车横摆转矩分配控制策略和驱动电机的等转矩控制方案进行了相应的对比验证分析。考虑到轮边电驱动铰接云梯维修车主要行驶在大中型城市主干公交车道，具有良好的附着条件；在日常运营过程中除了受到纵向驱动行驶工况以外，主要还会遇到较低初始车速加速并变换车道超车的运营工况和在较高初始车速下进行转弯行驶等转向行驶工况。本文根据云梯维修车所遇到的实际运营情况抽象出如下的仿真实验，对云梯维修车的驱动转矩分配策略进行验证：云梯维修车的侧向动力学控制不涉及到极限操纵稳定性控制，主要是验证在常规转向行驶工况下对驾驶员意图解析目标的跟踪性能以及云梯维修车行驶的经济性能。仿真环境为行驶在最大峰值附着系数为0.8的高附着系数路面，所设定的方向盘转角变化过程，方向盘转角至前轮转角的传动比假设为固定值，且在方向盘转角与前轮转向角之间无时间延迟。

    低初速加速转向行驶工况云梯维修车以20km/h的初速度进行加速和转向的联合行驶工况，其加速踏板开度的变化情况，在前4秒区间加速踏板维持在50%开度，随后在后4秒维持40%开度进行加速行驶。在这一驱动行驶工况中，驱动电机的扭矩不仅要满足能量消耗最小，还应该在满足驾驶员加速需求的情况下改善云梯维修车的操纵性能。与等转矩分配策略相比，施加直接横摆力矩控制的转矩分配控制策略很好的满足了驾驶员对云梯维修车加速性能的需求，两种转矩分配控制策略均可使轮边电驱动铰接云梯维修车从初速度20km/h加速到了42km/h。分别显示了前部云梯维修车质心的行驶轨迹和云梯维修车横摆角速度的跟踪误差，与不施加控制的等力矩分配控制策略相比，横摆转矩控制策略改善了云梯维修车的路径跟踪能力。这主要是因为中轴和后轴所布置的四个驱动电机发出的转矩不同，使左右轮胎产生的纵向地面力不同，从而形成了附加于云梯维修车的直接横摆力矩，改善了云梯维修车的操纵性能。显示了四个驱动电机所发驱动转矩的变化历程，从图中可以看出，与无控制的等转矩分配控制策略只根据加速踏板进行驱动转矩解析不同，横摆力矩控制策略在满足云梯维修车总的纵向转矩需求基本不变的情况下，还根据整车云梯维修车所需要的整车横摆力矩需求，使中轴或后轴的左右驱动车轮的驱动电机实时输出不同的驱动转矩，从而在中轴和后轴的左右驱动车轮之间产生一定的转矩差，进而根据云梯维修车需求增加/减少云梯维修车的横摆力矩，改善了云梯维修车的转向性能。为不施加控制的等力矩分配策略与横摆力矩控制两种不同的驱动转矩分配控制策略下的能量消耗与瞬时功率消耗的情况对比分析。从图中的时间历程曲线可以看出，在转向行驶工况下，横摆力矩控制策略不仅产生了改善整车行驶转向性能的附加直接横摆力矩，控制策略还保证了使驱动电机运行在高效区域内，提高了云梯维修车的经济性能，能够进一步提升整车的续驶里程。图k为轮边电驱动铰接云梯维修车在转向盘转角进行正弦变化时，由于铰接盘的旋转变化而引起的前后车体之间折转角的时间变化历程。从图中可以看出，折转角在实验过程中也呈现正弦规律变化，并且表现出过阻尼系统的特性，在整个转向过程中没有出现振荡，保证了后部车体有效的跟踪了前部车体的运动，具有很好的稳定性。

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     高初速转向行驶工况当轮边电驱动铰接云梯维修车在较高的初始车速进行转向行驶时，一般驾驶员不再需要进一步提升车速。在此工况仿真实验中，设定云梯维修车的初始速度为50km/h，加速踏板开度的变化如图5.12所示，在前4秒阶段加速踏板的开度为20%，后4秒时域里云梯维修车的加速踏板开度为10%。等力矩分配控制和附加横摆力矩控制的两种驱动转矩分配策略均使云梯维修车速度维持在50km/h的初始车速左右，满足了驾驶员维持纵向车速基本不变的驾驶需求。高速状态下两种转矩分配控制策略的前部车体质心行驶轨迹和云梯维修车角速度跟踪误差的对比情况。横摆力矩控制策略同样提高了云梯维修车的路径跟踪能力，提高了云梯维修车的转向操纵性能。图e至图h显示了各个驱动电机所发出的驱动转矩，从中可以看出在云梯维修车转向行驶过程中横摆力矩控制策略没有因为产生附加的直接横摆力矩而牺牲云梯维修车的纵向动力性要求，使云梯维修车的纵向总驱动转矩与无控制的等力矩分配策略基本保持一致。图i和图j是整个驱动系统在两种不同转矩分配策略下的能量消耗与瞬时功率消耗对比。从图中的时间历程曲线可以看出，附加直接横摆力矩控制策略同样保证了云梯维修车在较高车速和较低加速踏板开度的情况下运行在整车驱动系统的效率高效区，提升了云梯维修车的总效率，降低了能量消耗水平，能够有效的提升云梯维修车的续驶里程。与加速转向联合行驶工况类似，前后车体之间的折转角的时间变化历程也随着方向盘转角的正弦变化而呈现正弦规律变化，并且在跟随过程中没有出现系统超调振荡的情况，使后部车体的运动很好的跟踪了前部车体的运动变化，并在整个行驶过程中保持了良好的稳定性能。在高初速转向行驶工况情况下两种控制策略具体的性能指标情况如表5.6所示。

     针对云梯维修车转向行驶工况的同轴轮间驱动力矩分配问题，提出了一种兼顾驱动效率与横摆角速度控制目标的云梯维修车横摆力矩控制策略。⑴以前部车体所组成的两轴四轮云梯维修车作为控制参考对象推导了整车的横摆角速度跟踪控制目标，为横摆力矩分配控制策略提供了目标依据。⑵根据整车能耗最低的原则对附加横摆力矩分配问题进行了离线优化，并利用优化数据搭建了BP神经网络控制预测模型，实现了整车横摆力矩的分配控制。仿真结果表明：在初速为20km/h的低初速加速转向行驶工况和50km/h的高初速转向行驶工况，横摆力矩控制无控制与驱动转矩平均分配策略相比，该策略在满足驾驶纵向动力性需求的情况下，横摆角速度累积跟踪误差分别减少21.7%和10.2%，能耗分别降低了1.75%和4.16%。

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