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串并聯(lián)再生制動控制策略對比分析
表4. 車速與分配比
車速為36 km/h和72 km/h的整車狀態(tài)變化仿真結(jié)果如圖8和圖9所示。
圖8. 36 km/h時汽車狀態(tài)變化
圖9. 72 km/h時汽車狀態(tài)變化
由圖8可知，以36 km/h的工況下，分配比在5:5時，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.021 rad，橫擺角速度峰值為0.24 rad/s，把輪間分配比為5:5作為參考值。當左右輪動力分配比為3:7時，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.015 rad，下降了0.006 rad，橫擺角速度峰值為0.19 rad/s，下降了0.05 rad/s。當左右輪動力分配比例為7:3時，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.026 rad，升高了0.005 rad；橫擺角速度峰值為0.3 rad/s，升高了0.06 rad/s。汽車狀態(tài)變化如表5所示。
表5. 36 km/h時質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度變化
由圖9可知，在72 km/h的工況下，分配比在5:5時，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.032 rad，橫擺角速度峰值為0.185 rad/s，把輪間分配比為5:5作為參考值。當左右輪動力分配比為3:7時，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.031 rad，下降了0.001 rad，橫擺角速度峰值為0.165 rad/s，下降了0.02 rad/s。當左右輪動力分配比例為7:3時，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.036 rad，升高了0.004 rad；橫擺角速度峰值為0.2 rad/s，升高了0.015 rad/s，汽車狀態(tài)變化如表6所示。
表6. 72 km/h時質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度變化
4. 結(jié)論
本文基于MATLAB/Simulink，先對發(fā)動機傳動系等相關(guān)構(gòu)造進行建模，再對傳動系中加入PID控制器模型。根據(jù)PID控制器的特點，對KP、KI、KD三個參數(shù)進行調(diào)整。最后對輪間動力分配進行仿真分析，得到橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的變化程度，實現(xiàn)輪間動力分配控制系統(tǒng)設(shè)計，主要結(jié)論如下：
1)對汽車輪間扭矩進行不同比例分配必將影響汽車的轉(zhuǎn)向特性以及行駛穩(wěn)定性。當汽車轉(zhuǎn)向時，如果外側(cè)車輪扭矩增大，內(nèi)側(cè)車輪扭矩減小，汽車的橫擺角速度將呈現(xiàn)增大趨勢；反之，汽車的橫擺角速度將呈現(xiàn)減小趨勢。前者促進汽車轉(zhuǎn)向，后者則抑制汽車轉(zhuǎn)向。同時，車輪扭矩分配比不同，汽車狀態(tài)的響應(yīng)時間也有不同程度的變化，輪間扭矩分配在一定范圍內(nèi)影響著汽車響應(yīng)滯后性；
2) 固定前后軸動力分配比例后，同軸左右輪的動力分配比對汽車橫向穩(wěn)定性有影響，而利用PID控制器控制可以減少誤差。通過控制質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度不斷往較好的轉(zhuǎn)向狀態(tài)上調(diào)整，使車輛在當前路面和不同前輪轉(zhuǎn)角下實現(xiàn)最優(yōu)轉(zhuǎn)向效果；
3) 通過仿真分析，發(fā)現(xiàn)輪間動力分配主要影響輪胎的橫擺角速度。由于軸間動力分配比例不同，同軸兩輪的橫擺角速度不同，從而產(chǎn)生促進轉(zhuǎn)向和抑制轉(zhuǎn)向的情況。PID控制器可使質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度與期望值的誤差處于合理范圍內(nèi)，并通過控制輪間扭矩和分配比，使汽車具有適量的不足轉(zhuǎn)向以保證汽車的主動安全性和操縱穩(wěn)定性。
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