상태 평면 분석에 기반한 사륜 조향 분산 구동 전기차의 조작 안정성 제어

사륜 조향(4WS) 조건에서 분산 구동 전기차(DDEVs)의 조작성과 안정성을 향상시키기 위해 본 연구는 상태 평면 분석에 기반한 새로운 계층적 제어 전략을 제안한다. 이 접근법은 상태 평면에서 안정적인 영역을 세밀하게 비교하여 전륜 각, 후륜 각, 도로 접착 계수 및 종단 속도가 DDEVs의 복잡한 동적 성능에 어떤 복잡한 영향을 미치는지를 철저히 분석하고, 중요한 안정 상태 매개변수를 정확하게 결정하는 것을 포함한다. 그 후, 조작성과 안정성을 조정된 방식으로 제어하기 위한 통합 솔루션으로서의 계층적 제어 전략이 제시된다. 상위 제어 수준에서는 모델 예측 제어(MPC) 모션 컨트롤러가 개발되며, 여기서 중요한 차량 안정 상태 매개변수를 통합하여 제어 가중치 행렬의 실시간 조정이 교묘하게 이루어진다. 하위 제어 레벨은 네 개의 휠 모터 간의 최적 토크 분배를 담당하여 타이어 하중 비율을 최소화하고, 충분한 타이어 접지 여유를 보장한다. 네 개의 휠 모터에 대한 최적 토크 분배는 마찰 타원질을 판단 조건으로 사용하는 정교한 2단계 분배 알고리즘을 통해 달성된다. 마지막으로, 개발된 제어 전략은 CarSim 2019 및 Simulink 2020b 상용 소프트웨어를 활용한 공동 시뮬레이션을 통해 철저히 검증되어, 개발된 제어 전략의 유효성을 시연한다. 비교 결과는 제시된 컨트롤러가 원하는 차량 상태에 대한 더 나은 추적 능력을 보장하며, 두 개의 차선 변경 조건 및 구불구불한 작업 조건 모두에서 개선된 조작 안정성을 보인다는 것을 나타낸다.