大学生电动方程式赛车设计－直接横摆力矩控制实验验证结果

在大学生电动方程式赛事的动态项目中有一项高速避障测试，其赛道如图12－46所示。高速避障测试的目的是评价赛车在没有其他竞争车辆影响的紧凑赛道上的加速性和操纵性，其赛道综合了加速、制动和转向等多种测试性能的特点。

图12－46　高速避障赛道

高速避障测试的赛道主要由直道、定半径弯道、发夹弯道、蛇形绕桩赛道和复合赛道组成。表12－4所示为高速避障测试赛道的特征参数。

表12－4　赛道的特征参数

在试验过程中，采用数据记录仪记录高速避障比赛中方向盘转角、横摆角速度、质心侧偏角、车轮滑移率等信息。

在高速避障比赛的蛇形绕桩区域，记录下方向盘转角、横摆角速度、质心侧偏角、车轮滑移率数据如图12－47至图12－50所示。

图12－47　蛇形绕桩区域方向盘转角

图12－48　蛇形绕桩区域实际横摆角速度和理想横摆角速度

图12－49　蛇形绕桩区域的估计质心侧偏角和理想质心侧偏角

图12－50　蛇形绕桩区域各车轮滑移率(www.xing528.com)

在高速避障比赛的定半径弯道区域，记录下方向盘转角、横摆角速度、质心侧偏角、车轮滑移率数据如图12－51至图12－54所示。

图12－51　定半径弯道区域方向盘转角

图12－52　实际横摆角速度和理想横摆角速度

图12－53　定半径弯道区域的估计质心侧偏角和理想质心侧偏角

图12－54　定半径弯道区域各车轮滑移率

经过试验数据证明，在蛇形绕桩赛道和定半径弯道中，实际横摆角速度和所估计的质心侧偏角能够很好地跟随理想的横摆角速度和质心侧偏角，能够很好地保证车辆的稳定性。试验中记录了各车轮的滑移率，各车轮的滑移率均处于理想的滑移率之内。同时可以看出，实际的横摆角速度相比于方向盘的转角输入未发生滞后，这说明前馈控制器发挥着良好的作用，能够提高赛车的转向响应。稳定性控制系统在瞬态工况和稳态工况都对四轮独立电驱动赛车有着积极的作用，并且系统稳定，超调量极小。

思考题

1.赛车常用的传感器有哪些？分别负责什么功能？

2.为什么要进行赛车状态参数估计？一般进行哪些参数的估计？

3.稳定性控制的目标是什么？一般采取什么方式来达到目标？

4.进行驱动力分配常用的方法有哪些？

5.如何验证稳定性控制算法？常在什么工况下验证算法的特性？