[發明專利]一種防四輪獨立驅動電動車過度轉向的魯棒不變集控制方法

有效

• 申請號: 201710318997.9
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107150680B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 滕婷;劉志遠;周洪亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B60W30/045
• 分類號: B60W30/045;B60W40/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種防四輪獨立驅動電動車過度轉向的魯棒不變集控制方法，其特征在于所述方法步驟如下：

一、通過實驗數據確定防車輛后軸側向力飽和的后軸車輪側偏角約束值α_m；

二、將防四輪獨立驅動電動車過度轉向的控制問題轉換為后軸側偏角約束控制問題，即：α_r≤α_m，α_r為后軸車輪側偏角；

三、將后軸車輪側偏角約束控制問題轉化為車輛質心側偏角β和橫擺率γ表示的約束控制問題，即：l_r為質心到后軸車輪的距離，v_x為質心縱向車速；

四、取將以車輛質心側偏角β為橫坐標，以橫擺率γ為縱坐標的空間劃分為兩個空間：后軸車輪側偏角超出約束值α_m的空間和后軸車輪側偏角未超出約束值α_m的空間；

五、當車輛質心側偏角β和橫擺率γ處于后軸車輪側偏角未超出約束值α_m的空間時，采用保證閉環穩定的橫擺率跟蹤控制方法；

六、當車輛質心側偏角β和橫擺率γ運動軌跡與約束方程相交時，設計魯棒不變集控制器將車輛質心側偏角β和橫擺率γ控制在交點的一個不變集內。

2.根據權利要求1所述的防四輪獨立驅動電動車過度轉向的魯棒不變集控制方法，其特征在于所述步驟五中，采用保證閉環穩定的橫擺率跟蹤控制方法如下：

(1)以質心側偏角β和質心橫擺率γ為狀態變量，x＝(β,γ)^T，內外側車輪扭矩差ΔT作為控制量，u＝ΔT，考慮系統未建模動態特性w＝[w₁ w₂]^T，得到單軌側向動力學模型如下：

其中：

式中，m為整車質量，v_x為質心縱向速度，I_z為車輛繞質心處z軸方向的轉動慣量，C_f,r為前后軸平均側偏剛度，l_f,r為前后軸到質心的距離，b為平均輪距，R為前輪轉向角，δ為前輪轉向角，w₁為內外側車輪側向力折算到軸側向力時產生的誤差，w₂為內外側車輪滾動扭矩和風阻扭矩差折算到軸側向力時產生的誤差；

(2)采用任何保證公式(4)閉環穩定的控制器即可。

3.根據權利要求2所述的防四輪獨立驅動電動車過度轉向的魯棒不變集控制方法，其特征在于所述步驟六中，魯棒不變集控制器的設計步驟如下：

(1)設公式(4)描述的系統的狀態軌跡與約束方程相交于A1點，記A1的坐標為(x₁₀,x₂₀)^T，則A1點的動力學方程為：

(2)當公式(4)描述的狀態軌跡與約束方程相交時，設z₁＝x₁-x₁₀，x₂＝x₂-x₂₀，則：

其中，z＝(z₁,z₂)^T，

(3)若z(t₀)∈Ω，且在控制律的作用下，有：

式中，Ω為魯棒不變集；

(4)若存在正定對稱陣X∈R^n×n，矩陣Y∈R^m×n，標量λ＞0，μ＞0，使得如下線性矩陣不等式成立：

且令P＝X^-1，K＝YX^-1，則得到魯棒不變集控制量