1．目的及意义

研究目的、背景与意义：

由于石油等不可再生能源的短缺和日益严重的环境污染问题，被誉为＂无排放，零污染＂的电动汽车成为各大汽车品牌和汽车研究机构的主要研究对象。电动汽车以电池作为动力源，其电机获得电能后驱动电动汽车驶，在有效地减少石油等化石燃料的使用量的同时，降低了二氧化碳等温室气体和碳氨化合物、氮氧化合物等有害气体的排放，能够极大地缓解城市中雾霾、温室效应等环境问题。与此同时，电动汽车的普及，可以减少因石油问题而引发的国际争端和局部战争。可以说，发展电动汽车是一个利国利民而又利于世界人民和谐共存可持续发展的课题。

在纯电动汽车中，轮毂电机四轮独立驱动电动汽车由于其四个轮毂电机独立可控，相比于其他形式的电动汽车，其结构更为简单，成为当前电动汽车领域的研究热点。而驾驶员在进行转向操作时，车辆复杂的转向结构影响了一定的驾驶舒适性。对于轿车而言，其基本都配备了助力转向系统。对于轮毂电机四轮独立驱动电动汽车，它的每个车轮的输出转矩都可以独立和精确地控制，当车辆进行转向时，实时控制两个转向轮的转矩，形成转矩差，可在转向器处形成一个附加的力，推动转向齿条运动，其效果相当于一个转向助力。该系统结构简单，成本较低，很好地适应了四轮独立驱动电动汽车的特点，是未来助力转向系统发展的趋势。

国内外研究现状分析：

对于轮毂电机独立驱动电动汽车的差动助力转向，国内外相关的研究较少。＂差动＂的概念大多数运用在军用车辆和履带式车辆上，暂时没有相关的车型投入生产或使用。国内外仅有少数大学和研究机构对差动助力转向做了系统的研究。

在四轮独立驱动汽车转向和变速行驶车轮转矩功率变化问题中，辽宁工业大学的刘树伟、秦笃赫建立自然坐标系下的整车动力学模型，考虑车辆转向时的轴荷转移，并在MATLAB/Simulink环境下对低速行驶的工况进行真，为各轮转矩控制策略的研究奠定了基础。

在差动转向的协同控制方面，同济大学的熊璐、黄少帅等人在深入研究了差动转向原理的基础上，利用抗积分饱和的比例积分控制法和状态反馈法建立了差动转向的运动跟踪控制，并将其运用在无人车的控制之中，最后在其实验用的8x8轻型全地形车辆上对控制算法进行实验验证。同济大学的钟志华、肖喆等人基于差动助力转向的基本原理及助力特性分析结论，提出一种基于参考转向盘力矩的转向盘力矩直接控制策略，结合抗积分饱和变参数PI（比例－积分）控制算法，开发分布式驱动电动汽车差动助力转向控制器，并进行转向系统参数灵敏度分析和控制系统稳定性分析。同济大学的余卓平、冷搏根据分布式驱动电动汽车前轮独立驱动的特点和拓扑结构，分析了其实现差动助力转向的可行性，并提出了差动助力转向闭环控制方法，该方法改善了车辆的转向轻便性，能准确地判断回正状态，跟踪转向盘力矩参考值，显著改善回正工况车辆响应。Chuan Hu，Rongrong Wang等人针对未知的不匹配扰动，设计了一种改进的基于扰动观测器的积分滑模控制策略，并采用复合非线性反馈技术对控制器标称部分进行设计，考虑轮胎力饱和的影响，抑制超调，消除稳态误差。并提出了一种自适应超扭控制方法，在消除抖振效应的同时，利用连续控制器对未知边界的扰动进行处理。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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研究的基本内容、目标：

(1)国内外电动车差动控制研究现状。

(2)基于Matlab/Simulink平台建立电动汽车的车辆动力学模型，包括车身模型、轮毂电机模型、转向系统动力学模型等。

(3)依据电动助力转向的助力特性建立差动转向助力曲线，研究基于转向盘转角、车速以及方向盘回正时的差动控制策略。