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《机械工程学报》首届高影响力论文系列报道（五）
五
双电机分布式驱动汽车高速稳定性机电耦合控制
张利鹏 李 亮 祁炳楠 宋 健
作者代表：李亮
出生年月：1976年12月
工作单位：汽车安全与节能国家重点实验室；清华大学汽车工程系
职务/职称：汽车工程学科主任/研究员，长聘
研究方向：
汽车系统动力学与控制；
汽车主动安全技术；
混合动力系统设计与控制；
汽车电控产品自主产业化技术；
论文所在课题项目研究进展：
项目团队在国家自然科学基金委优秀青年基金（51422505）、面向项目（51275557）和青年基金（51405259）三项基金支持下，开展了汽车失稳临界区域非线性瞬态动力学定量描述理论和模型预测控制方法的攻关工作。课题主要进展有：
1.提出了汽车失稳临界区域概念，建立了动力学模型与状态解耦观测体系，首次将汽车稳定性控制拓展到强非线性的失稳临界区域；
2.提出了转向过程稳定性调控目标值的理论解算方法，建立了预测加反馈的控制新机制，突破了已有汽车稳定性控制系统在瞬态强非线性的失稳临界区域失准、失效的难题；
3.建立了稳定性调控用高速开关阀阀芯移动过程瞬态动力学模型，设计出具备线性比例调控功能的开关阀，进而研制出我国首款稳定性控制系统(ESC)及其执行装置；
4.本课题相关研究发表在IEEE和ASME会刊、VSD等知名期刊的SCI检索论文18篇，EI检索22篇，授权国家发明专利7项，相关成果获北京市科学技术奖（发明类）一等奖；学术成果原创性和价值得到美国工程院院士Alberto L.、密西根大学教授M. Tomizuka等众多国际学术权威的公开引用与正面评价。
5. 研制出的ESC通过解放军总装备部验收并批量装备东风猛士军车，填补了国内空白，并应用到长城、长安等多款自主品牌乘用车上；技术拓展应用到智能汽车中，研制的实验平台成为武汉元丰、石家庄铁道大学、南京航空航天大学、聊城大学等企业和高校开展技术开发和学术研究的重要手段。
获奖论文摘要:
为了利用所设计的双电机防滑差速驱动系统来提高分布式驱动汽车的动力学性能，在前期同轴耦合驱动控制理论研究的基础上，开展该车的高速稳定性机电耦合控制研究。建立并验证包含所设计驱动系统在内的分布式驱动汽车的人-车系统14 自由度空间动力学模型；以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量，基于模糊规则设计动力学稳定性控制器；制定整车失稳的判定条件，辨识控制系统参数；利用施加机电耦合控制所产生的附加直接横摆力矩，实现极限工况下的整车高速稳定性控制。结果表明，采用机电耦合控制，除了可以实现两侧分布式驱动系统的动力耦合，起到增强车辆高速稳定性的作用，还能够协调两侧驱动系统的转矩输出，抑制驱动力矩波动，降低电机和控制器的工作强度。
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