【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分布式电动装载机横摆力矩控制方法、装置及介质，属于驱动系统。
技术介绍
1、在电动化的今天，电动装载机逐渐取代燃油装载机，目前电动装载机出现多种驱动平台，分布式电动装载机作为其中一种驱动平台，越来越受到重视，在此提到的控制方法适用于分布式电动装载机的轮毂电机类型，轮毂电机由于直接安装于车轮内，四个轮毂电机可以单独控制，具有控制精度高、驱动损耗小、相应速度快的优点。
2、横摆力矩向四个轮毂电机分别分配驱动扭矩，实现车辆的行走与制动，目前的横摆力矩的控制方法多采用pid或普通的滑膜控制，这种控制方法只能实现简单的转向控制与直行驱动控制，当车辆出现转向失速现象时却很难控制，甚至会出现转向不足或过度转向的现象。对于部分非光滑控制方法，偏向于跟随质心偏角而忽略跟随横摆角速度的控制，导致误差较大，控制效果不佳，难以实现时速状态下的平稳运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种分布式电动装载机横摆力矩控制方法、装置及介质，有效抑制突发情况造成的横摆力矩过大或过小的情况。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种分布式电动装载机横摆力矩控制方法，包括：
4、根据二自由度运动学模型计算电动装载机的理想质心侧偏角和横摆角速度；
5、根据七自由度运动学模型计算实际质心侧偏角与实际横摆角速度；
6、使用联合系数滑膜控制模块跟踪理想质
7、通过相平面图判断车辆失稳情况，如果车辆失稳，则选择质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，如果车辆未失稳，则按照一定分配比例p，联合横摆角速度跟随和质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩。
8、进一步的，所述二自由度运动学模型中，微分运动方程的计算公式为：
9、
10、
11、式中β为车辆的理想质心侧偏角，ωz为车辆的理想横摆角速度；δf为车辆前轮转角，m为整车质量,kf为前车轴的侧偏刚度，kr为后车轴的侧偏刚度，lf为前轮到质心距离，lr为后轮到质心距离，vx为速度，iz为横摆力。
12、进一步的，所述二自由度模型中输出的最终期望理想质心偏角为：
13、
14、最终期望理想横摆角速度为：
15、
16、式中vx为速度，ωz_exp为理想质心偏角，ωz_max为最大质心偏角，δf为前轮转角，l为轴距，k为稳定性因数，
17、进一步的，所述七自由度运动学模型中，车辆纵向运动方程的计算公式如下：
18、
19、车辆侧向运动方程的计算公式如下：
20、
21、车辆横摆运动方程的计算公式如下：
22、
23、式中m为整车质量，bf为前轮距，br为后轮距；，lf为前轴距，lr为后轴距，fx_fr为右前轮纵向力，fx_fl为左前轮纵向力，fx_rr为右后轮纵向力，fx_rl为左后轮纵向力，fy_fr为右前轮横向力，fy_fl为左前轮横向力，fy_rl为左后轮横向力，fy_rr为右后轮横向力，δl为左轮转角，δr为右轮转角。
24、进一步的，所述使用联合系数滑膜控制模块跟踪理想质心侧偏角与实际质心侧偏角的误差，以及理想横摆角速度与实际横摆角速度的误差，计算得到质心侧偏角和横摆角速度的附加横摆力矩，包括：
25、将整车模块输出的横摆角速度和理想横摆角速度的差值e1和导数质心偏角和理想质心偏角的差值e2和导数四个参数为联合系数滑膜控制器的输入，计算得到质心侧偏角和横摆角速度的附加横摆力矩；
26、其中，横摆角速度滑膜控制方程计算公式为：
27、
28、横摆角速度的附加横摆力矩计算公式为：
29、
30、质心侧偏角滑膜控制方程为：
31、
32、质心侧偏角的附加横摆力矩计算公式为：
33、
34、式中m为质量，cωz为横摆角速度偏差系数，cβ为之心侧偏角偏差系数，为侧偏角，sβ为基于质心偏角的滑膜变化量。
35、进一步的，所述通过相平面图判断车辆失稳情况，如果车辆失稳，则选择质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，如果车辆未失稳，则按照一定分配比例p，联合横摆角速度跟随和质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，具体分配方法如下式：
36、
37、根据联合系数可以得出附加横摆力矩：m＝pδmβ+pδmwz。
38、式中p为权重系数，为路面附着系数，m为附加横摆力矩，δmβ为质心侧偏角的附加横摆力矩，δmwz横摆角速度的附加横摆力矩。
39、进一步的，所述方法还包括：
40、通过车辆目前速度和期望速度做差获得vx和导数作为pi控制器的输入，输出为速度跟随所需要的驱动力矩t；
41、将驱动力矩t作为转矩分配层的输入，通过驱动力矩优化分配算法计算得到总纵向力矩、横摆力矩；
42、将总纵向力矩和横摆力矩基于路面附着负荷函数最小为优化目标函数，经优化分配求解得出四个车轮的初始驱动力矩，计算公式如下所示：
43、
44、
45、
46、
47、式中r为轮胎滚动半径，tfl为左前轮驱动扭矩，tfr为右前轮驱动扭矩，trl为左后轮驱动扭矩，trr为右后轮驱动扭矩，b为轮距，m为横摆扭矩，fz为轮胎垂向载荷。
48、第二方面，本专利技术提供一种分布式电动装载机横摆力矩控制装置，包括：
49、二自由度模块，用于根据二自由度运动学模型计算电动装载机的理想质心侧偏角和横摆角速度；
50、七自由度模块，用于根据七自由度运动学模型计算实际质心侧偏角与实际横摆角速度；
51、联合系数滑膜控制模块，用于使用联合系数滑膜控制模块跟踪理想质心侧偏角与实际质心侧偏角的误差，以及理想横摆角速度与实际横摆角速度的误差，计算得到质心侧偏角和横摆角速度的附加横摆力矩；
52、最优转矩分配模块，用于通过相平面图判断车辆失稳情况，如果车辆失稳，则选择质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，如果车辆未失稳，则按照一定分配比例p，联合横摆角速度跟随和质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩。
53、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器及存储介质；
54、所述存储介质用于存储指令；
55、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据前述任一项所述方法的步骤。
56、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤。
57、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
58、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述二自由度运动学模型中，微分运动方程的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述二自由度模型中输出的最终期望理想质心偏角为：
4.根据权利要求3所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述七自由度运动学模型中，车辆纵向运动方程的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述使用联合系数滑膜控制模块跟踪理想质心侧偏角与实际质心侧偏角的误差，以及理想横摆角速度与实际横摆角速度的误差，计算得到质心侧偏角和横摆角速度的附加横摆力矩，包括：
6.根据权利要求5所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述通过相平面图判断车辆失稳情况，如果车辆失稳，则选择质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，如果车辆未失稳，则按照一定分配比例p，联合横摆角速度跟随和质心侧偏角跟随输出附加横摆力矩，具体分配方法如下
7.根据权利要求1所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种分布式电动装载机横摆力矩控制装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于：包括处理器及存储介质；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述二自由度运动学模型中，微分运动方程的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述二自由度模型中输出的最终期望理想质心偏角为：
4.根据权利要求3所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述七自由度运动学模型中，车辆纵向运动方程的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的分布式电动装载机横摆力矩控制方法，其特征在于，所述使用联合系数滑膜控制模块跟踪理想质心侧偏角与实际质心侧偏角的误差，以及理想横摆角速度与实际横摆角速度的误差，计算得到质心侧偏角和横...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨新光，董雯雯，张宁，刘洋，张清政，曾勋南，李忠宇，耿睿，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司，
类型：发明
国别省市：
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