[發明專利]一種車輛線控四輪轉向系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710664627.0
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107585207B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 陳龍;朱斌;孫曉東;劉昌寧
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D113/00;B62D137/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：分別給定車輛的四個輪胎系統的相應的轉矩輸入，測得整車狀態的輸出反饋，形成離線數據樣本，在離線狀態下，得到四個輪胎系統的多輸入多輸出系統，并將該多輸入多輸出系統分解為與四個輪胎系統相對應的4個多輸入單輸出的子系統MISO_i，i＝1,2,3,4；

步驟二：通過對子系統MISO_i,i＝1,2,3,4，進行滿意聚類，得到子系統MISO_i的子模型描述MISO_i’，并進一步得到對第i個子系統的模糊控制規則；

步驟三：在線控制狀態下，實時監測四個輪胎系統的廣義輸出轉矩T_i，i＝1,2,3,4，計算出廣義輸出轉矩T_i對于各個子模型的隸屬度，將各個子模型融合為單個多輸入單輸出全局模型；

步驟四：建立整車動力學系統的參數模型；

步驟五：以上述整車動力學的參數模型為GPC算法的預測模型，在約束條件下對四個輪胎系統的控制變量進行優化。

2.根據權利要求1所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述步驟二中得到子模型描述的方法如下：

對于第i個子系統MISO_i’，通過滿意聚類可將子系統MISO_i’劃分為c個聚類，并得到c_i個子模型的描述：

其中，z為樣本集合Z中的子集合{Z₁，Z₂，···Z_ci}，其個數隨c值改變，M_q表示第q個子模型，p_q為第q個子模型的加權值，為樣本數據，d為樣本數據量，y為輸出量，初始c_i值設為2，i＝1,2,3,4根據滿意聚類有效性指標來判斷是否滿意聚類成功，若滿意聚類不成功則增加c_i值再次進行滿意聚類。

3.根據權利要求1所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述步驟二中的模糊控制規則如下：

其中,表示第i個子系統MISOi’的廣義輸入向量，表示第i個子系統MISOi’的廣義輸入向量增量，表示第i個子系統MISOi’的輸出變量增量，d_i表示第i個子系統MISOi’的維數，表示第i個子系統MISOi’的輸出的第q個聚類中心在廣義輸出空間中的投影，表示第q個子模型對的輸出參數。

4.根據權利要求1所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述步驟三中廣義輸出轉矩T_i對于各個子模型的隸屬度的計算方法如下：

其中表示對第i個子系統MISOi’的隸屬度，為與之間的距離函數的測度，m表示模糊程度的可調參數；

所述單個多輸入單輸出全局模型的表達形式為：

其中，為單個多輸入單輸出全局模型的輸出變量增量。

5.根據權利要求4所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述模糊程度的可調參數m的取值范圍為，m>1。

6.根據權利要求4所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述隸屬度其限制條件為

7.根據權利要求1所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述步驟四中的整車動力學的參數模型為：

A(z^-1)Δy(t)＝B(z^-1)Δu(t-1)，

其中，t表示時刻，Δy(t)表示t時刻的輸出變量增量，Δu(t-1)表示t-1時刻的輸入變量增量，z^-1表示函數離散算子，A、B均為z^-1的多項式。

8.根據權利要求1所述一種車輛線控四輪轉向系統控制方法，其特征在于，所述步驟五中的約束條件為：

其中，Q₁、Q₂、F均為權重因子，t表示當前時刻，t+m|t表示在t時刻對t+m時刻的預測量，P表示預測步長，β表示橫擺角速度，β_r表示理想橫擺角速度期望值，γ表示質心側偏角，γ_r表示理想質心側偏角期望值，E₁、E₂、E₃、E₄分別表示與四個輪胎系統相對應的罰函數，

其中，k表示輪胎縱向滑移率，k_max表示輪胎最大縱向滑移率，i＝1,2,3,4，表示第i個輪胎系統。