1st Category software engineer of the Software Center
инженер-программист 1 категории Центра программного обеспечения
Cand. Sci. (Engineering), Chief specialist of the Software Center
канд. техн. наук, главный специалист Центра программного обеспечения
Software engineer at the Software Center
инженер-программист Центра программного обеспечения
Current trends in the development of the automotive industry are aimed at improving energy efficiency, environmental friendliness and safety of vehicles. One of the key directions in this area is the development of all-wheel drive electric vehicles with individual electric drives. This architecture allows not only improving the dynamic characteristics of a vehicle, but also implementing complex control systems such as torque control in order to adjust cornering and to increase directional stability. In English-language sources, such systems are called Torque Vectoring (TV). These systems can significantly improve its stability and handling, especially in difficult road conditions such as icy or wet surfaces.
The aim of the work is a comparative analysis of various controllers used to control the torque in electric vehicles with individual electric drives for the left and right wheels.
This paper considers various approaches to torque control, including both classical control methods such as controllers, and more advanced control methods such as first- and second-order sliding control modes, integral sliding mode, and fuzzy logic controllers. In addition, the paper discusses the control errors that are used to generate the torque, such as the yaw rate, the side slip angle, and the ratio of the axles’ velocities.
The paper contains an in-detail description of the principles of operation of each of the controllers, their advantages and disadvantages are noted, attention is directed to the problem of “rattling” in sliding modes and scenarios of incorrect control by error of the axles’ velocities. To assess the effectiveness of control methods, a weighted control efficiency index was used, which takes into account the accuracy of tracking yaw rate, minimizing the side slip angle, and the degree of control action.
It was found that most of the published assessments of the effectiveness of the proposed control methods were based on simulation results. Therefore, a need for further research, including tests on real vehicles and an assessment of the impact of the rattling effect on the operation of electric drives, remains.
Современные тенденции развития автомобильной промышленности направлены на повышение энергоэффективности, экологичности и безопасности транспортных средств. Одним из ключевых направлений в этой области является разработка полноприводных электромобилей с индивидуальными. Такая архитектура позволяет не только улучшить динамические характеристики автомобиля, но и реализовать сложные системы управления, как, например, управление поворачивающим моментом с целью корректировки поворачиваемости и повышения курсовой устойчивости. В англоязычных источниках такие системы называют Torque Vectoring (TV). Эти системы способны значительно повысить его устойчивость и управляемость, особенно в сложных дорожных условиях, таких как обледенелые или мокрые поверхности.
Цель — сравнительный анализ различных регуляторов, применяемых для управления поворачивающим моментом в электромобилях с индивидуальными электроприводами для левых и правых колёс.
В данной статье представлены различные подходы к управлению поворачивающим моментом, включая как классические методы регулирования, такие как пропорционально-интегрально-дифференцирующие регуляторы, так и более продвинутые методы регулирования, такие как скользящие режимы управления первого и второго порядка, интегральный скользящий режим и регуляторы с нечёткой логикой. Также рассматриваются ошибки регулирования, которые применяются для формирования поворачивающего момента, это скорость рыскания, угол дрейфа и соотношение скоростей осей.
В статье подробно описаны принципы работы каждого из регуляторов, отмечены их преимущества и недостатки, обращается внимание на проблему «дребезжания» в скользящих режимах и сценарии некорректного регулирования по ошибке скоростей осей. Для оценки эффективности методов управления использовался взвешенный индекс эффективности управления, который учитывает точность отслеживания скорости рыскания, минимизацию угла дрейфа и степень управляющего воздействия.
Было выяснено, что большинство известных оценок эффективности предлагаемых методов регулирования выполнено на основе результатов имитационного моделирования. Поэтому остаётся необходимость в дальнейших исследованиях, включая испытания на реальных автомобилях и оценку влияния эффекта дребезжания на работу электроприводов.