横摆角速度和质心侧偏角是分布式驱动控制设计的重要控制变量,需要知道横摆角速度、质心侧偏角的期望值和实际值。
横摆角速度的期望值由数学模型推算得到,这里采用车辆操纵稳定性分析中常用的二自由度车辆模型推算出的期望横摆角速度:
式中, δ 为前轮平均转向角; K 为稳定性因数。
横摆角速度的实际值 ω 可以由成熟且价格便宜的陀螺仪传感器直接测量得到。
质心侧偏角期望值可以设为0,即认为其值越小越好。目前,质心侧偏角传感器价格昂贵且使用条件苛刻,故多用估算的方法获取质心侧偏角实际值。采用一种基于运动学的估算方法估算实际质心侧偏角:
该估算方法的优点为无须知道轮胎侧偏刚度等较难获取的车辆参数,计算速度快,且在低速工况下可以较为准确地计算出车辆的实际质心侧偏角。
另外,在分布式控制策略设计初期进行联合仿真验证分析时,实际横摆角速度和实际质心侧偏角也可以从建立的CarSim/TruckSim车辆模型中直接读取。