×
张旭东;格利希，迪特玛;郑伟

基于Karush-Kuhn-Tuckert的分布式驱动电动汽车稳定转矩分配全局优化算法设计。 （英语） Zbl 1380.49032号

J.富兰克林研究所。 354，第18号，8134-8155（2017）.
摘要：本文提出了一种基于Karush-Kuhn-Tuckert（KKT）的转矩分配全局优化算法，旨在提高分布式驱动电动汽车（DDEV）的稳定性。驾驶员模型和直接横摆力矩控制器中的驾驶员期望牵引力和直接横摇力矩被视为需要在四个车轮之间分配的广义力。从轮胎抓地力裕度的角度引入一个优化项来构造稳定性目标函数。根据KKT条件，将非线性目标函数转化为特征值问题，从而使求解过程与最优解的初始猜测无关。然后，为了保证全局最小值的获取，设计了两个优化阶段，即初步优化和二次优化。初步优化不考虑执行器的实际边界，而二次优化考虑物理约束。此外，引入了一种主动集方法作为比较分配算法。将所提出的基于KKT的算法和活动集方法应用于在CarSim中结合Simulink建立的详细车辆模型。在双平面变换测试下进行了仿真，以评估所提算法。结果表明，基于KKT的算法能够找到全局最优解，并准确地分配广义力。更重要的是，它大大减少了计算工作量，为实际车辆应用提供了潜力。

引用于2文件

MSC公司：

4.95亿 基于必要条件的数值方法
93立方厘米10 控制理论中的非线性系统
49N90型 最优控制和微分对策的应用

关键词：

基于KKT的全局优化算法;扭矩分配;稳定性性能;分布式驱动电动汽车;轮胎抓地力余量;非线性目标函数

软件：

卡西姆;Simulink公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{X.Zhang}等人，J.Franklin Inst.354，No.18，8134--8155（2017；Zbl 1380.49032）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Van Zanten，A.T.，《博世ESP系统：5年的经验》（SAE 2000汽车动力学与稳定性会议论文集（2000））
[2] Mashadi，B。；莫斯塔尼，S。；Majidi，M.，《使用主动差速器增强车辆稳定性》，Proc。仪器机械。工程第一部分：J.系统。控制工程，225，8，1098-1114（2011），12月
[3] 汉考克，M.J。；威廉姆斯，R.A。；菲纳，E。；Best，M.C.，通过主动差速器进行偏航运动控制，变速器。仪器测量。控制，29，2，137-157（2007），6月
[4] Esmailzadeh，E。；Vossoughi，G.R。；Goodarzi，A.，四轮电动汽车的动力学建模与分析，Veh。系统。动态。，35、3、163-194（2001年），3月
[5] 张，X。；Göhlich，D.，《提高经济性和纵向行驶稳定性的分布式驱动电动汽车的综合牵引力控制策略》，《能源》，第10、1、126页（2017年1月）
[6] Hori，Y。；丰田，Y。；Tsuruoka，Y.，电动汽车的牵引控制：使用测试EV“UOT electric March”的基本实验结果，IEEE Trans。Ind.申请。，341311-1138（1998年）
[7] Hori，Y.，四轮驱动“UOT electric march II”电动汽车的电力驱动和控制研究，IEEE Trans。Ind.Electron公司。，1995年5月51日至962日（2004年10月）
[8] Mirzaei，M.，车辆动态控制系统中最小使用外部横摆力矩的新策略，交通。决议第C部分：应急技术。，18213-224（2010年4月）
[9] 郑S。；Tang，H。；韩，Z。；张勇，车辆稳定性增强控制器设计，控制工程实践。，14、12、1413-1421（2006年12月）
[10] 何，P。；Hori，Y.，改善四轮驱动电动汽车在临界行驶条件下稳定性的最佳牵引力分配，（第九届IEEE高级运动控制国际研讨会论文集，2006（2006）），596-601
[11] O.Mokhiamar。；Abe，M.，模型跟踪控制的横向和纵向轮胎力的同时优化分配，J.Dyn。系统。测量。控制，126，4，753（2004）
[12] 林，C。；Xu，Z.，基于多目标优化的四轮驱动电动汽车车轮扭矩分布，能源，8，5，3815-3831（2015），4月
[13] 张，D。；刘，G。；赵伟。；苗，P。；姜瑜。；Zhou，H.，双后轮独立驱动电动汽车的神经网络组合逆控制器，Energies，7，7，4614-4628（2014），7月
[14] 温泽尔，T.A。；Burnham，K.J。；M.V.布伦德尔。；Williams，R.A.，用于车辆状态和参数估计的双扩展卡尔曼滤波器，车辆系统。动态。，44、2、153-171（2006），2月
[15] 熊，L。；于，Z。；王，Y。；杨，C。；Meng，Y.，基于轮胎转弯刚度估计的增益调度四轮驱动电动汽车的车辆动力学控制，Veh。系统。动态。，50,6831-846（2012），6月
[16] Nagai，M。；Y.平野。；Yamanaka，S.，主动后轮转向和直接横摆力矩控制的集成控制，Veh。系统。动态。，27、5-6、357-370（1997年），6月
[17] Jin，X.J。；尹，G。；Chen，N.，通过线性参数变换技术实现四轮独立驱动电动汽车横向稳定性的Gain-scheduled鲁棒控制，机电一体化，30，286-296（2015），9月
[18] 圣约翰巴士拉米斯利。；伊利诺伊州科塞。E.公司。；Anlaš，G.，用于改善车辆操纵性的Gain-scheduled集成主动转向和差速控制，Veh。系统。动态。，47,199-119（2009），1月
[19] S.Tanaka、M.Kawamoto和H.Inagaki，“四电机再生制动电动汽车”，US51448883 A，1992年9月22日。；S.Tanaka、M.Kawamoto和H.Inagaki，“四电机再生制动电动汽车”，US5148883 A，1992年9月22日。
[20] Mutoh，N.，《低摩擦系数道路上前后轮独立驱动型电动汽车的驱动和制动扭矩分配方法》，IEEE Trans。Ind.Electron公司。，59、10、3919-3933（2012年），10月
[21] 刘，X。；He，H。；熊，R。；Tong，Q.，带故障电机的分布式驱动电动汽车直线行驶容错控制策略研究，（第二届电子机械工程与信息技术国际会议论文集（2012）），1627-1632
[22] Chu，W.，分布式电动汽车基于规则的牵引系统故障控制，J.Mech。工程师，48、10、90（2012）
[23] K.Kondo、S.Sekiguchi和M.Tsuchida，“混合动力汽车电动四轮驱动系统的开发”，第2002-01-1043号。SAE技术论文，2002年。；K.Kondo、S.Sekiguchi和M.Tsuchida，“混合动力汽车电动四轮驱动系统的开发”，第2002-01-1043号。SAE技术论文，2002年。
[24] Durham，W.C.，约束控制分配，J.Guid。控制动态。，16, 4, 717-725 (1993)
[25] Sheng，D。；杨，X。；Karimi，H.R.，具有模型不确定性和性能上限约束的自主航天器疏散鲁棒控制，数学。探针。Eng.（2014），[访问日期：2017年8月20日]
[26] 法拉，S。；Khajepour，A。；Fidan，B。；Chen，S.-K。；Litkouhi，B.，使用状态导数反馈和线性矩阵不等式的车辆最优转矩矢量，IEEE Trans。车辆。技术。，62,1540-1552（2013），5月
[27] 魏毅。；邱，J。；卡里米，H.R。；Wang，M.，模态信息不完全统计的连续马尔可夫跳跃系统的模型简化，国际期刊系统。科学。，45、7、1496-1507（2014年），7月·Zbl 1290.93032号
[28] 魏毅。；邱，J。；Karimi，H.R.，《模式信息不足的连续时间马尔可夫跳跃系统的量化（H\）∞滤波：模式信息不足马尔可夫跳变系统的滤波》，《亚洲控制杂志》，17，5，1914-1923（2015），9月·Zbl 1333.93245号
[29] 冯，C。；丁，N。；何毅。；Xu，G。；Gao，F.，过驱动电动汽车的控制分配算法，J.中南大学，21，10，3705-3712（2014），10月·Zbl 1320.11111号
[30] 熊，L。；Yu，Z.，轮内驱动电动汽车轮内电机转矩分配算法的仿真与评价，计算。助理工程师，19，1，27-31（2010）
[31] 特琼纳斯，J。；Johansen，T.A.，《使用主动转向和自适应制动控制分配的汽车稳定性》，IEEE Trans。控制系统。技术。，18, 3, 545-558 (2010)
[32] Pennycott，A。；De Novellis，L。；萨巴蒂尼，A。；格鲁伯，P。；Sorniotti，A.，《通过车轮扭矩分配减少四轮驱动全电动汽车的电机功率损失》，Proc。仪器机械。工程第D部分：J.Autom。Eng，228，7，830-839（2014），6月
[33] Pennycott，A。；诺维利斯，L.D。；Gruber，P。；Sorniotti，A。；Goggia，T.，《通过最小化电机功率损耗提高528辆电动汽车的能效》，IEEE系统、人与控制论（SMC）国际会议论文集，4167-4172（2013），IEEE
[34] 陈，Y。；Hedrick，J.K。；Guo，K.，一种新型轮内电动汽车直接横摆力矩控制器，Veh。系统。动态。，51, 6, 925-942 (2013)
[35] O.Mokhiamar。；Abe，M.，《主动车轮转向和偏航力矩控制组合，以在快速换道期间最大限度地提高稳定性和车辆响应能力，实现主动车辆操纵安全》，Proc。仪器机械。工程第D部分：J.Autom。工程，216，2，115-124（2002）
[36] O.Mokhiamar。；Abe，M.，《四个车轮如何在最佳协同底盘控制中共享力》，《控制工程》。实际。，14,3295-304（2006年3月）
[37] 山川，J。；Watanabe，K.，独立轮式驱动车辆最佳车轮扭矩确定方法，J.Terramech。，43、3、269-285（2006年7月）
[38] Tjoennas，J。；Johansen，T.A.，《使用制动器的汽车横摆稳定的自适应优化动态控制分配算法》（第14届地中海控制与自动化会议论文集，2006年）。MED’06（2006）），1-6
[39] Johansen，T.A.，《优化非线性控制分配》（第43届IEEE决策与控制会议论文集，2004年）。疾病预防控制中心，4（2004），3435-3440
[40] “车辆仿真产品（机械仿真）。”[在线]。可用：https://www.carsim.com/products网站/; ”车辆仿真产品（机械仿真）。”[在线]。可用：https://www.carsim.com/products网站/
[41] “CarSim概述。”[在线]。可用：https://www.carsim.com/products/carsim/index.php; ”CarSim概述。”[在线]。可用：https://www.carsim.com/products/carsim/index.php
[42] 美国肯克。；尼尔森，L.，《汽车控制系统：用于发动机、传动系和车辆》，美国计量协会。科学。技术。，11, 12, 1828 (2000)
[43] 沈，X。；Yu，F.，基于垂直和横向轮胎行为相关性的车辆底盘集成控制研究，Veh。系统。动态。，44，506-519（2006），编号：sup1年1月
[44] Nagai，M。；希诺，M。；Gao，F.，主动前转向角和直接横摆力矩集成控制研究，JSAE Rev.，23，3，309-315（2002）
[45] 张，X。；Göhlich，D.，基于集成模型匹配控制的分布式驱动电动汽车车辆稳定性改进，（2017），第095440701770128页，5月
[46] Härkegard，O.，解决飞机控制分配中约束最小二乘问题的有效主动集算法，（第41届IEEE决策与控制会议论文集，2（2002）），1295-1300
[47] Johansen，T.A。；Fossen，T.I.，《控制分配-调查》，Automatica，49，5，1087-1103（2013）·Zbl 1319.93031号
[48] 弗罗斯特，S.A。；Bodson，M.，《资源平衡控制分配》，（美国控制会议（ACC）会议记录，2010年（2010年）），1326-1331
[49] 米什拉，S.K。；Wang，S.-Y。；Lai，K.K.，广义凸性与向量优化，90（2009），Springer·Zbl 1207.49001号
[50] 安东诺夫，S。；Fehn，A。；Kugi，A.，用于车辆状态估计的无中心卡尔曼滤波器，Veh。系统。动态。，49、9、1497-1520（2011年），9月
[51] 张，X。；Göhlich，D.，轮胎-路面摩擦系数估算的层次估计器开发，PLOS ONE，12，2，文章e0171085 pp.（2017年），2月
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。