矿用双电机双轴驱动铰接车辆转矩协调控制

双电机双轴驱动(front and rear axle independent drive,FRID)可以解决煤矿无轨辅助运输重型车辆排布困难和动力不足等问题,但该结构方式的驱动、制动性能的提升受到转矩分配策略的约束,如何实现双电机转矩协调控制是研究该类问题的重点和难点.针对矿用FRID铰接车辆的驱动转矩分配问题,为提高系统的能耗经济性,提出了一种基于门限的转矩分配策略,以车辆侧向操纵稳定性为约束条件,对门限分配转矩进行了限制,提高了车辆转弯时轮胎的侧偏刚度和侧向动力学性能;为确保车辆在低附着路面上获得最佳驱动力,以轮胎滑转率为控制目标对前后轴电机驱动转矩进行独立控制.在MATLAB/SIMULINK环境下分别建立了矿用双电机双轴驱动铰接车辆转矩分配控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析.基于dSPACE平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证.结果表明:硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,门限型转矩分配策略是一种简洁有效的经济型转矩分配策略,给定工况下的循环能耗比动力型分配可降低3％～5％;以侧向操纵稳定性为约束条件对门限分配转矩进行限制,内侧车轮的最大滑转率控制在0.2附近,提高了转弯时轮胎的侧偏刚度,从而降低车辆不足转向量,改善了车辆的转向能力.