Control Integrado para el Seguimiento de Trayectorias y Estabilidad Basado en el Control Predictivo del Modelo para Vehículos Eléctricos de Cuatro Ruedas con Tracción Independiente
Autores: Xie, Yunfeng; Li, Cong; Jing, Hui; An, Weibiao; Qin, Junji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control Integrado para el Seguimiento de Trayectorias y Estabilidad Basado en el Control Predictivo del Modelo para Vehículos Eléctricos de Cuatro Ruedas con Tracción Independiente
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vehículos eléctricos
Vuelco
Seguimiento de trayectoria
Controlador integrado de estabilidad
Algoritmo de control predictivo del modelo
Estabilidad lateral.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos eléctricos con tracción en las cuatro ruedas son propensos a volcarse al conducir a altas velocidades en carreteras de alta adherencia y a deslizarse lateralmente en carreteras de baja adherencia, aumentando los riesgos asociados con dichos vehículos. Para resolver este problema, este estudio propone un controlador integrado de seguimiento de trayectoria y estabilidad basado en un algoritmo de control predictivo por modelo. Primero, se establece un modelo de dinámica planar del vehículo y un modelo de dinámica de vuelco, y se estiman la velocidad lateral, la tasa de guiñada, el ángulo de vuelco y la velocidad del ángulo de vuelco del vehículo basándose en un filtro de Kalman sin ruido. La rigidez lateral de los neumáticos se estima en línea de acuerdo con el estado de retroalimentación en tiempo real del vehículo. Luego, se diseñan el controlador de seguimiento de trayectoria, el controlador de estabilidad de vuelco y el controlador de estabilidad lateral. Se diseña una estrategia de control integrada para el seguimiento de trayectoria y la estabilidad, y se estudian las condiciones y estrategias de coordinación para el estado de estabilidad de vuelco y lateral del vehículo en el seguimiento de trayectoria. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo propuesto puede limitar efectivamente la tasa de transferencia de carga lateral en carreteras de alta adherencia y el ángulo de deslizamiento lateral en carreteras de baja adherencia a altas velocidades. Por lo tanto, se puede garantizar la estabilidad de conducción del vehículo bajo diferentes coeficientes de adherencia de la carretera y se puede mejorar el rendimiento del seguimiento de trayectoria.
Descripción
Los vehículos eléctricos con tracción en las cuatro ruedas son propensos a volcarse al conducir a altas velocidades en carreteras de alta adherencia y a deslizarse lateralmente en carreteras de baja adherencia, aumentando los riesgos asociados con dichos vehículos. Para resolver este problema, este estudio propone un controlador integrado de seguimiento de trayectoria y estabilidad basado en un algoritmo de control predictivo por modelo. Primero, se establece un modelo de dinámica planar del vehículo y un modelo de dinámica de vuelco, y se estiman la velocidad lateral, la tasa de guiñada, el ángulo de vuelco y la velocidad del ángulo de vuelco del vehículo basándose en un filtro de Kalman sin ruido. La rigidez lateral de los neumáticos se estima en línea de acuerdo con el estado de retroalimentación en tiempo real del vehículo. Luego, se diseñan el controlador de seguimiento de trayectoria, el controlador de estabilidad de vuelco y el controlador de estabilidad lateral. Se diseña una estrategia de control integrada para el seguimiento de trayectoria y la estabilidad, y se estudian las condiciones y estrategias de coordinación para el estado de estabilidad de vuelco y lateral del vehículo en el seguimiento de trayectoria. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo propuesto puede limitar efectivamente la tasa de transferencia de carga lateral en carreteras de alta adherencia y el ángulo de deslizamiento lateral en carreteras de baja adherencia a altas velocidades. Por lo tanto, se puede garantizar la estabilidad de conducción del vehículo bajo diferentes coeficientes de adherencia de la carretera y se puede mejorar el rendimiento del seguimiento de trayectoria.