[發明專利]基于自適應終端滑模控制的汽車線控轉向控制方法

在審

• 申請號: 201710406612.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107284519A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 王海;李正浩;陳睿智;郁明;姜蒼華
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺

1.一種基于自適應終端滑模控制的汽車線控轉向控制方法，包括前輪轉角δ_f和方向盤轉角θ_h的實時信號采集，其特征在于，主要步驟如下：

步驟1，令汽車線控轉向系統的伺服驅動器運行在轉矩控制模式，實時采集前輪轉角δ_f和方向盤轉角θ_h；

步驟2，根據步驟1所得的前輪轉角δ_f和方向盤轉角θ_h，定義跟蹤誤差e＝δ_f-θ_hr，其中θ_hr為方向盤轉動參考角，N_θ是方向盤轉角θ_h和前輪轉角δ_f之間的比例因子；

步驟3，將步驟1采集到的前輪轉角δ_f通過一階微分得到前輪轉角角速度將步驟2得到的跟蹤誤差e通過一階微分得到跟蹤誤差一階微分值

步驟4，將步驟2得到的跟蹤誤差e、步驟3得到的跟蹤誤差一階微分值給到終端滑模平面上，得到終端滑模變量s；

所述終端滑模變量s被定義為：

且2q>p

式中，λ為終端滑模參數1且它是一個正數，q為終端滑模參數2且它是一個正奇數，p為終端滑模參數3且它是一個正奇數；

步驟5，首先給定二個汽車線控轉向系統參數標稱值并分別記為汽車線控轉向系統參數標稱值a、汽車線控轉向系統參數標稱值b，然后，對汽車線控轉向系統參數標稱值a通過一階微分得到一階微分值并將一階微分值的上界值記為ρ，即

步驟6，將步驟1得到的前輪轉角δ_f、步驟3得到的前輪轉角角速度和跟蹤誤差一階微分值步驟4得到的終端滑模變量s通過自適應律得到汽車線控轉向系統不確定參數和擾動值τ_fea的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值a的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值b的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值a的一階微分值的上界值ρ的估計值

步驟7，將步驟1得到的前輪轉角δ_f、步驟2得到的跟蹤誤差一階微分值步驟4得到的終端滑模變量s、步驟6得到的汽車線控轉向系統不確定參數和擾動值τ_fea的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值a的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值b的上界估計值汽車線控轉向系統參數標稱值a的一階微分值的上界估計值作為輸入變量輸入到自適應終端滑模控制器中，得到控制器輸出信號u；

u＝u_s-k₁sign(s)-k₂s

式中，

k₁為終端滑模控制器趨近律參數1且是一個正數；

k₂為終端滑模控制器趨近律參數2且是一個正數；

u_s為終端滑模控制器中間控制律，其表達式為：

us=-sat(s)[a^1(θ··‾hr)+b^1|δ·f|+τ‾^fea+λa^1qp(e)(qp-1)|e·|]-ρ^2s]]>

式中，sat(s)為飽和函數，表達式為δ表示終端滑模邊界層厚度，為方向盤轉動參考角的角加速度的上界值；

步驟8，將步驟7中的控制器輸出信號u傳送到轉向電機伺服驅動器中給汽車線控轉向設備發送電壓指令，控制車輪轉動，得到理想前輪轉角δ′_f。