[發(fā)明專利]一種智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610117821.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN105676643B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭景華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.一種智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)設(shè)計(jì)期望路徑的識(shí)別方法，建立智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，其具體方法為：

(1)車載CCD采集圖像，設(shè)計(jì)基于視覺的智能汽車期望路徑實(shí)時(shí)識(shí)別方法，快速提取出車輛行駛前方的期望行駛路徑；

(2)計(jì)算智能汽車相對(duì)于期望路徑的橫向偏差y_e和方位偏差當(dāng)前車速v由車載速度測(cè)量?jī)x測(cè)量，期望速度v_p由車輛規(guī)劃儀提供，計(jì)算當(dāng)前速度偏差v_e，并將位置偏差、速度偏差等信號(hào)載入車載微處理器；

(3)確定橫向偏差、方位偏差和速度偏差為狀態(tài)變量，前輪轉(zhuǎn)角和制動(dòng)壓力為控制輸入量，對(duì)智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)耦合動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模；

2)以車輛橫向路徑跟蹤和制動(dòng)速度控制為目標(biāo)，采用反步滑模控制技術(shù)設(shè)計(jì)智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)協(xié)調(diào)控制模塊；

3)設(shè)計(jì)模糊系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)地近似步驟2)中的趨近控制律，實(shí)現(xiàn)對(duì)趨近控制律的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而減弱轉(zhuǎn)向和制動(dòng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制中反步滑模引起的抖振現(xiàn)象；

4)分析智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.如權(quán)利要求1所述一種智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于在步驟2)中，所述以車輛橫向路徑跟蹤和制動(dòng)速度控制為目標(biāo)，采用反步滑模控制技術(shù)設(shè)計(jì)智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)協(xié)調(diào)控制模塊的具體方法為：

(1)采用反步遞推法推導(dǎo)出智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的等效控制律，確保車輛橫向位置偏差、縱向速度偏差和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一致有界收斂致理想狀態(tài)；

(2)利用反步滑模的到達(dá)條件設(shè)計(jì)趨近控制律，用于有效克服智能汽車動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)不確定性及外部干擾；

(3)綜合步驟(1)中的等效控制律和步驟(2)中的趨近控制律，得到車輛轉(zhuǎn)向和制動(dòng)協(xié)調(diào)控制律。

3.如權(quán)利要求1所述一種智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于在步驟3)中，所述設(shè)計(jì)模糊系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)地近似步驟2)中的趨近控制律，實(shí)現(xiàn)對(duì)趨近控制律的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而減弱轉(zhuǎn)向和制動(dòng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制中反步滑模引起的抖振現(xiàn)象的具體方法為：

(1)利用模糊邏輯在線實(shí)時(shí)地模擬趨近控制律切換函數(shù)，采用專家經(jīng)驗(yàn)法確定模糊邏輯的控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)協(xié)調(diào)控制中趨近控制切換函數(shù)的精確逼近；

(2)設(shè)計(jì)趨近控制律中控制增益的自適應(yīng)模糊調(diào)節(jié)器，在線實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)趨近控制律中的增益系數(shù)；

(3)系統(tǒng)控制信號(hào)前輪轉(zhuǎn)角和制動(dòng)壓力輸入車載微處理器，操縱系統(tǒng)導(dǎo)航控制模塊的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制器作用，使得當(dāng)前橫向偏差和速度偏差趨近于零，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨近于期望值。

4.如權(quán)利要求1所述一種智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于在步驟4)中，所述分析智能汽車轉(zhuǎn)向和制動(dòng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的具體方法為：

(1)建立Lyapunov函數(shù)，求其時(shí)間導(dǎo)數(shù)；

(2)設(shè)計(jì)滿足Lyapunov穩(wěn)定性的條件，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制。