基于重构控制分配的 4WID/4WIS 电动车容错控制

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.021

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (11): 125-131.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.021

基于重构控制分配的 4WID/4WIS 电动车容错控制

刘杰¹刘超¹宗长富^1†郑宏宇¹刘明辉²

1．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春 130022;2．中国第一汽车集团公司技术中心，吉林长春 130011

收稿日期:2013-04-07 修回日期:2013-07-12 出版日期:2013-11-25 发布日期:2013-10-11
通信作者: 宗长富(1962-)，男，教授，博士生导师．主要从事汽车动态仿真及控制研究． E-mail:zong.changfu@ascl.jlu.edu.cn
作者简介:刘杰(1973-)，男，博士生，主要从事电动汽车动力系统研究．E- mail: jet_lew@sina．com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51105165);吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室开放基金资助项目(20121123)

Fault- Tolerant Control of 4WID/4WIS Electric Vehicles Based on Reconfigurable Control Allocation

Liu Jie¹Liu Chao¹Zong Chang- fu¹Zheng Hong- yu¹Liu Ming- hui²

1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control,Jilin University,Changchun 130022,Jilin,China;2. R&D Center,China FAW Group Corporation,Changchun 130011,Jilin,China

Received:2013-04-07 Revised:2013-07-12 Online:2013-11-25 Published:2013-10-11
Contact: 宗长富(1962-)，男，教授，博士生导师．主要从事汽车动态仿真及控制研究． E-mail:zong.changfu@ascl.jlu.edu.cn
About author:刘杰(1973-)，男，博士生，主要从事电动汽车动力系统研究．E- mail: jet_lew@sina．com
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(51105165);吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室开放基金资助项目(20121123)

摘要/Abstract

摘要： 针对4WID/4WIS电动车故障后的容错控制问题，设计了以最大化车辆故障后稳定性为控制目标的容错控制算法．容错控制器采用分层控制结构，上层为基于模型预测控制理论的运动控制器，下层为基于重构控制分配方法的重构控制分配器．对于驱动电机的多种故障情况，离线设计了重构控制分配律，旨在保持车辆期望的动力学响应，同时最大化车辆故障后的稳定性．仿真结果表明，在发生多种驱动电机故障后，容错控制算法仍能保证车辆具有期望的运动轨迹，提高了车辆故障后的稳定性、安全性和操纵性．

关键词: 车辆工程, 容错控制, 电动车, 模型预测控制, 重构控制分配

Abstract:

Proposed in this paper is a fault- tolerant control (FTC) algorithm for the 4WID/4WIS electric vehiclesafter faults,which takes the maximum post- fault vehicle stability as the control objective.The fault- tolerant control-ler adopts a hierarchical structure consisting of an upper motion controller based on the model predictive control(MPC) theory and a lower reconfigurable control allocator based on the reconfigurable control allocation method.Moreover,a re- allocation law considering multiple fault conditions of the driving motor is designed off line so as tomaintain the desired vehicle dynamics after faults.Simulated results show that the proposed FTC algorithm guaran-tees the desired dynamics and trajectory even under multiple fault conditions of the driving motor,so that it im-proves the post- fault stability and safety as well as the handling of vehicles.

Key words: automotive engineering, fault- tolerant control, electric vehicle, model predictive control, reconfigurablecontrol allocation

中图分类号:

U461.1

刘杰刘超宗长富郑宏宇刘明辉. 基于重构控制分配的 4WID/4WIS 电动车容错控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(11): 125-131.

Liu Jie Liu Chao Zong Chang- fu Zheng Hong- yu Liu Ming- hui. Fault- Tolerant Control of 4WID/4WIS Electric Vehicles Based on Reconfigurable Control Allocation[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(11): 125-131.

[1]	吕辉, 赵嘉伟, 毛海宽, 等. 考虑概率参数相关性的电动车悬置系统分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(3): 65-72.
[2]	姚强强, 田颖, 王圣渊, 等. 基于力驱动的智能汽车路径跟踪控制策略[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(2): 33-41,57.
[3]	徐海祥, 李超逸, 余文曌, 等. 基于扩张状态观测器的智能船舶循迹预测控制[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 143-152.
[4]	张家旭, 杨雄, 施正堂, 等. 汽车紧急换道避障的路径规划与跟踪控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(9): 86-93,106.
[5]	尹华杰郭志宇曾君. 滑模无速度传感器感应电机的简化预测转矩控制 [J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2020, 48(12): 18-26.
[6]	秦大同秦岭. 基于显式随机模型预测控制的功率分流式混合动力车辆能量管理策略[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(7): 112-120.
[7]	孙博华, 邓伟文, 何睿, 等. 基于纵向激励的驾驶习性分类及辨识方法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(11): 33-43.
[8]	孙传扬张欣席利贺陈宏伟. 极限工况下自动驾驶车辆转向控制器的设计 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 78-85.
[9]	杜贵平杜发达. 有限集模型预测控制在 VIENNA 整流器中的应用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2018, 46(10): 9-14.
[10]	吴开源王佳佳尹彤章涛. 电动车LLC 谐振充电电源系统[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(4): 51-58.
[11]	范李李刚炎陈冉胡大伟赵莉孟利航. 客车急转工况下转向稳定的横向力系数与转弯半径计算[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(2): 39-45,51.
[12]	石柏军刘德辉李真炎. 汽车横向稳定杆的参数化分析及优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(6): 98-104,112.
[13]	陈国迎郑宏宇. 分布式全线控电动汽车底盘集成控制研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(11): 87-95.
[14]	初亮王彦波姚亮张永生魏文若. 制动能量回收系统的制动力矩协调控制仿真[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(4): 137-142,148.
[15]	刘飞熊璐邓律华冯源邬肖鹏. 基于相平面法的车辆行驶稳定性判定方法研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(11): 63-70.

基于重构控制分配的 4WID/4WIS 电动车容错控制

Fault- Tolerant Control of 4WID/4WIS Electric Vehicles Based on Reconfigurable Control Allocation

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价