一、基本信息：

研究方向：多电机协同控制

发表于 Scentific Reports

影响因子：4.6

二、论文内容简介

本文提出了一种结合快速终端滑模观测器（FTSMO）的新型滑模控制（NSMC）策略，以解决分布式驱动电动汽车（DDEV）中安装的轮式电机（PMIWM）永磁体的参数变化问题。首先，采用一种新的滑模功率收敛律来提高PMIWM控制器的响应速度。其次，建议使用FTSMO来补偿PMIWM系统的参数变化，以增强控制对象的鲁棒性。最后，设计了一个模糊控制器来调整NSMC的控制参数，以优化控制性能。多次仿真和实验表明，所提出的FTSMO-NSMC方案可以精确补偿控制对象的参数变化，有效提高控制精度。

三、研究背景

由于对节能环保汽车的需求日益增加，电动汽车（EV）正逐渐成为研究热点。分布式驱动电动汽车（DDEV）是一种新型的电动汽车，可以去除一些多余的发动机零件，如变速箱、差速器和传动轴，从而缩短传动链，提高车辆的传动效率。此外，DDEV还具有空间利用率高、能耗低、控制精度理想等优点，这使得DDEV在汽车行业具有广阔的前景。

为了实现更高的传动效率和更好的空间布局结构，安装在DDEV车轮上的永磁体轮毂电机（PMIWM）被广泛用于为DDEV5提供驱动力。由于DDEV使用电缆连接而不是机械连接，并且轮内电机之间没有差异，PMIWM的控制精度和响应速度大大提高，这DDEV的安全性和舒适性起着重要作用。关于PMIWM控制，应该解决两个关键问题：第一，如何观察和消除PMIWM系统的干扰。其次，如何优化PMIWM系统的控制精度和响应速度，以确保每个PMIWM系统都能在给定时间内对指令做出响应。基于上述两个问题，本文提出基于扰动观测器的永磁轮毂电机滑模控制策略进行有效的解决。

 四、创新内容与工程应用价值

在以往的干扰估计方法中，SMO是研究人员使用最广泛的方法。然而，传统的SMO估计方法有其缺陷，即滑模面不能在有限时间内收敛到稳定点。为了解决这个问题，我们提出了一种快速终端滑模观测器（FTSMO），它可以通过引入非线性函数来解决收敛问题。此外，我们设计了一种新的滑模控制（NSMC）方案，该方案采用了一种新型的功率收敛律，可以解决传统SMC中存在的不连续项，以削弱抖振值，并且可以通过模糊控制器实时调整NSMC的控制参数，以解决抖振/收敛时间困境。主要创新点如下：

1.设计了一种基于新型功率收敛律的NSMC方法来降低抖振值。

2.提出了一种FTSMO来估计每个电机的内部参数和外部负载扭矩的干扰，可以补偿干扰的影响。

3.设计了一个模糊控制器，实时调整NSMC方案的增益参数，以获得理想的收敛速度和轻微的抖动值。

五、基于灵思创奇设备

本论文主要基于灵思创奇的电机控制平台进行实物试验，分别进行了以下试验：

1. 电机启动试验

2. 电机加/减速试验

3. 电机加/减载试验

均取得了较理想的试验效果，也基于试验结果成功的在该中科院2区期刊上从投稿到出版仅用了40多天，后续可以借助该控制平台获得更多电机控制方向的成果。