四轮轮毂电机驱动车辆是一种新型的电动车辆技术，它通过将电机直接集成在车轮上，实现了对每个
轮子独立驱动的能力。然而，这种新技术也带来了一些问题，其中之一就是附加能量损耗。本文将围
绕四轮轮毂电机驱动车辆的附加能量损耗、电机能量总损耗、轮胎滑移能量以及车辆稳定性之间的协
调优化控制展开讨论，并提出了一种基于分层控制策略的控制方法。
在四轮轮毂电机驱动车辆中，由于电机的存在，会带来一定的能量损耗。这是因为电机本身会有一定
的能量损耗，同时，电机的旋转也会导致轮胎滑移，从而进一步增加能量损耗。为了提高整个系统的
能量利用效率，我们需要对电机附加能量损耗进行控制。
为了实现车辆稳定性的控制，我们采用了分层控制策略。在这种策略下，顶层控制器的任务是根据车
辆状态信息、横摆角速度以及质心侧偏角的误差计算出维持车辆稳定性的期望附加横摆力矩。为了减
少车辆速度对控制的影响，我们设计了纵向速度跟踪控制器。这些控制器的任务是在保证车辆稳定性
的前提下，尽可能减少电机附加能量损耗、轮胎滑移能量和电机总能耗。
在顶层控制器中，我们采用了滑模控制（SMC）、LQR 控制、PID 控制、鲁棒控制和 MPC 控制等多种
控制方法。其中，滑模控制和 PID 控制是最常用的控制方法。滑模控制通过引入滑模面来实现控制目
标，具有快速响应和强鲁棒性的特点，适用于控制系统非线性和不确定性较强的情况。而 PID 控制则
是一种经典的控制方法，通过比例、积分和微分三个控制环节来实现对系统的控制。
在底层控制器中，我们的目标是在保证车辆稳定性的同时，尽可能减少电机附加能量损耗、轮胎滑移
能量和电机总能耗。具体的控制方法可以根据实际情况来选择，可以采用先进的最优控制方法，也可
以简单地使用传统的控制方法。
在仿真方面，我们使用 Simulink 进行模型建立和验证。Simulink 模型包括理想状态计算模块、速
度跟踪模块、轮毂电机模型、顶层控制器和底层控制器。通过与 CarSim 联合仿真，我们验证了该控
制策略的有效性，取得了良好的效果。
综上所述，本文围绕四轮轮毂电机驱动车辆的附加能量损耗、电机能量总损耗、轮胎滑移能量与车辆
稳定性之间的协调优化控制进行了讨论。通过采用分层控制策略以及合适的控制方法，我们可以在保
证车辆稳定性的前提下，尽可能减少能量损耗。同时，Simulink 模型和 CarSim 联合仿真的验证结
果也证明了该控制策略的有效性。希望本文的研究对于进一步提高四轮轮毂电机驱动车辆的性能具有
一定的参考价值。
