轮毂电机车辆驱动方法、系统、装置及存储介质与流程

技术特征：
1.一种轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：建立轮毂电机车辆的动力学模型；根据所述动力学模型，基于滑模变结构确定纵向车速跟随控制器和附加横摆力矩控制器；根据车辆的车轮转速确定车轮滑转率，结合所述车轮滑转率确定路面状态；根据所述路面状态，结合期望滑转率确定车轮滑移率控制器；根据所述纵向车速跟随控制器、所述附加横摆力矩控制器和所述车轮滑移率控制器，基于各车轮利用率的优化问题确定车轮转矩优化分配控制器。2.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，所述轮毂电机车辆的动力学模型，具体如下：车辆沿x轴的纵向运动方程：车辆沿y轴的侧向运动方程：车辆沿z轴的横摆运动方程：其中，m为整车质量，v
x
为纵向车速，v
y
为侧向车速，ω
r
为质心处的横摆角速度，f
xi
(i＝1,2,3,4)表示第i个车轮的纵向驱动力，f
yi
(i＝1,2,3,4)表示第i个车轮的侧向驱动力，i
z
为车辆的横摆转动惯量，l
f
为车辆前轴到整车质心的距离，l
r
为车辆后轴到整车质心的距离，b为车辆前后轴车轮的轮距。3.根据权利要求2所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，所述根据所述动力学模型，基于滑模变结构确定纵向车速跟随控制器包括以下步骤：获取车辆的实际车速和期望车速；根据所述实际车速、所述期望车速和所述纵向运动方程构造滑模变结构的第一切换面函数；通过饱和函数代替符号函数的指数趋近律方式更新所述第一切换面函数；根据更新后的所述第一切换面函数确定纵向总驱动力；根据所述纵向总驱动力，结合起步控制策略确定所述纵向车速跟随控制器。4.根据权利要求2所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，所述根据所述动力学模型，基于滑模变结构确定附加横摆力矩控制器包括以下步骤：根据所述横摆运动方程确定附加横摆力矩；获取横摆角、横摆角速度和横摆角加速度；根据所述横摆角、所述横摆角速度和所述横摆角加速度构造滑模变结构的第二切换面函数；通过饱和函数代替符号函数的指数趋近律方式更新所述第二切换面函数；根据更新后的所述第二切换面函数修正所述附加横摆力矩得到所述附加横摆力矩控制器。
5.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，所述根据车辆的车轮转速确定车轮滑转率，结合所述车轮滑转率确定路面状态包括以下步骤：根据车轮滑转率计算公式计算各车轮滑转率，其中，所述车轮滑转率计算公式为：其中，s
i
表示第i个车轮的车轮滑转率，ω
i
表示第i个车轮的转速，r
i
表示第i个车轮的有效半径，v表示车辆的车速；根据不同的路面峰值附着系数，确定期望滑转率；根据左侧各车轮的所述车轮滑转率确定左侧平均滑转率，根据右侧各车轮的所述车轮滑转率确定右侧平均滑转率，根据各车轮的所述车轮滑转率确定总平均滑转率；根据所述总平均滑转率确定车轮的附着差异化值；当各个车轮的所述车轮滑转率均小于所述期望滑转率，且所述附着差异化值小于预设的附着差异化极值，则路面状态为高附着系数路面；当各个车轮的所述车轮滑转率均大于所述期望滑转率，且所述附着差异化值小于预设的附着差异化极值，则路面状态为低附着系数路面；当所述左侧平均滑转率或者所述右侧平均滑转率大于所述期望滑转率，且左侧平均滑转率与所述右侧平均滑转率之间的差值大于预设的附着差异化差值，且所述附着差异化值大于预设的附着差异化极值，则路面状态为对开路面。6.根据权利要求5所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，所述根据所述路面状态，结合期望滑转率确定车轮滑移率控制器包括以下步骤：当所述路面状态为低附着系数路面或者对开路面，则采用pid控制方法设计所述车轮滑移率控制器，所述车轮滑移率控制器具体如下：其中，s
i
表示第i个车轮的滑移率，s
opt
表示期望滑移率，e
i
表示第i个车轮的滑移率偏差，k
p
表示pid控制器比例参数，k
i
表示pid控制器积分参数，k
r
表示pid控制器微分参数。7.根据权利要求6所述的轮毂电机车辆驱动方法，其特征在于，根据所述纵向车速跟随控制器、所述附加横摆力矩控制器和所述车轮滑移率控制器，基于各车轮利用率的优化问题确定车轮转矩优化分配控制器包括以下步骤：将每一个车轮的轮毂电机分别与所述纵向车速跟随控制器、所述附加横摆力矩控制器和所述车轮滑移率控制器作为一个整体确定车轮驱动转矩；以车辆的车轮利用率方差和车轮利用率之和最小化作为优化目标，对各个车轮的车轮驱动转矩进行求解分配，得到所述车轮转矩优化分配控制器。8.一种轮毂电机车辆驱动系统，其特征在于，包括：第一模块，用于建立轮毂电机车辆的动力学模型；第二模块，用于根据所述动力学模型，基于滑模变结构确定纵向车速跟随控制器和附加横摆力矩控制器；
第三模块，用于根据车辆的车轮转速确定车轮滑转率，结合所述车轮滑转率确定路面状态；第四模块，用于根据所述路面状态，结合期望滑转率确定车轮滑移率控制器；第五模块，用于根据所述纵向车速跟随控制器、所述附加横摆力矩控制器和所述车轮滑移率控制器，基于各车轮利用率的优化问题确定车轮转矩优化分配控制器。9.一种轮毂电机车辆驱动装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如权利要求1至7任一项所述的轮毂电机车辆驱动方法。10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序被由所述处理器执行时用于实现如权利要求1至7任一项所述的轮毂电机车辆驱动方法。

技术总结
本发明公开一种轮毂电机车辆驱动方法、系统、装置及存储介质，涉及车辆控制技术领域。其中，轮毂电机车辆驱动方法包括以下步骤：建立轮毂电机车辆的动力学模型；根据所述动力学模型，基于滑模变结构确定纵向车速跟随控制器和附加横摆力矩控制器；根据车辆的车轮转速确定车轮滑转率，结合所述车轮滑转率确定路面状态；根据所述路面状态，结合期望滑转率确定车轮滑移率控制器；根据所述纵向车速跟随控制器、所述附加横摆力矩控制器和所述车轮滑移率控制器，基于各车轮利用率的优化问题确定车轮转矩优化分配控制器。本发明能够使轮毂电机车辆在直行状态下稳定行驶。辆在直行状态下稳定行驶。辆在直行状态下稳定行驶。


技术研发人员：付翔 赵寨伟 赵木寒
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/2/7