1.设计目的及意义

汽车自 1886 年诞生至今随着社会科学技术的发展和人们生活的需要，汽车已经开始从单纯的代步工具逐渐演变成人类生活必不可少的一部分，汽车工业的发展也逐渐成为评价一个国家综合实力的重要组成部分。随着能源危机和环境污染问题的日益严重,国内外许多研究机构和汽车生产厂开始致力于电动汽车的研究^[1]。电动车以电池作为能源装备，在未来的发展中需要满足人们对远距离、安全、稳定、实惠等需求，因此对电动车的研究和新功能开发是非常必要的^[2]。而汽车稳定性控制系统是汽车主动安全领域的一项关键技术，长期以来一直是汽车领域的研究热点。车辆稳定性系统集成汽车防抱制动系统(Antilock braking system，ABS)、牵引力控制系统(Traction contort system, TCS)以及主动横摆力偶矩控制系统(Activeyam control，AYC)，能有效改善汽车的稳定性和安全^[3]。汽车稳定性控制系统可以有效降低交通事故的发生率，是汽车主动安全控制领域的一项最新科技。它通过对制动力控制产生合适的横摆力矩，在极限工况下也能保持汽车的行驶稳定性^[4]。因此，在当今电动车辆稳定性控制已越来越成为各国研究的重点。电动汽车与传统的内燃机汽车相比，电动汽车可以通过电机直接控制车轮上的力矩，响应性能比传统的机械系统快的多，也大大提升了汽车的安全性。

国外的研究起步较早,早在1936年德国博世公司就获得了基于轮速的ABS专利,并于1978年开发了世界首套ABS,1985年正式投产。但由于受到电子技术的限制,ABS在控制精度和可靠性上出现了很多问题,没能得到广泛的应用^[5]。在20世纪80年代末期，国外就有学者开始对电动汽车的稳定性进行相关研究，受当时科学技术条件的影响，对于稳定性的控制效果并不是很好，后来随着控制理论及技术的提升，国外的学者对电动汽车的稳定性又进行了深入研究，取得了很多成果。

日本东京大学在电动汽车操纵稳定性控制方面做出了巨大贡献，文献^[6,7]针对轮毂电机驱动电动汽车，提出一种防侧滑的稳定性控制方法，该方法主要是通过检测并分析每个轮毂电机的电流和转速信号来判断汽车车轮是否产生滑动，然后利用控制系统调整驱动车轮上的转矩来实现防滑控制。

美国的 Ray Laura R.等人^[8]通过研究设计出一种电动汽车轮胎力优化分配控制算法，原理是根据各个车轮的负载情况以及汽车所需的附加横摆力矩来分配作用在每个车轮上的转矩，该算法可以使每个车轮车速保持在一定滑动范围内，进而提高了车辆的行驶安全性。

美国的克莱姆森大学致力于车辆稳定性控制模型的构建^[9]，首先利用Carsim建立基线车辆动力学模型，利用试验数据，对模型进行了各种稳态，瞬态和制动干预的标定及验证，然后，基于典型控制策略，在Matlab/Simulink中建立了简化的稳定性控制模型，随后将开发的车辆动力学模型和稳定性控制模型通过联合仿真进行耦合和标定，使其尽可能的接近真实试验。

相对于国外，我国汽车工业起步比较晚，技术条件和试验设备也相对比较落后，目前对电动汽车稳定性控制的研究和发达国家有一定差距。随着国家相关政策的发布，国家重点发展和推广电动汽车，全国各所高校与企业深入展开合作，我国也取得了比较瞩目的成就。

吉林大学^[10]针对轮毂电机车辆转弯工况下的操纵稳定性问题，将PID和BP神经网络控制算法相结合来协调控制汽车的控制力矩，从而提高汽车整体的转弯能力和侧向稳定性。

清华大学李亮，宋健等人^[11]致力于汽车稳定性控制系统(Dynamics stability control stystem，DSC)的研发，从系统建模，控制策略、控制器开发、性能评估等4个方面为DSC的研发提供了一套流程，并提供了多种优化方法。文献^[12]中提出了一种基于 LTV-MPC 的车辆稳定性控制方法，将线性时变参数模型预测控制运用于ESC 主动制动控制中，建立了基于差动制动的 LTV-MPC ESC 控制器，该控制器既考虑到车辆模型的非线性特性，又尽可能降低了控制器的运算量，通过对轮胎模型进行局部线性化的方法将非线性车辆运动问题转化为线性模型预测控制问题，保留了模型预测控制适于处理包含约束的多变量优化问题的优点。

同济大学^[13]设计出一种分层控制器来提高汽车的操纵稳定性，该控制器可分为运动控制器和控制分配器，前者主要根据相关信号和当前汽车运行状况计算出期望的附加横摆力矩，后者在考虑轮胎约束条件下，利用加权最小二乘法（WLS）实现横摆力矩的优化分配。