[發明專利]一種基于可拓控制理論的智能車輛主動轉向控制方法

有效

• 申請號: 201710758041.0
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107600176B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 蔡英鳳;臧勇;王藝;李健;王海;陳龍;袁朝春;江浩斌
• 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
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本發明公開了一種基于可拓控制理論的智能車輛主動轉向控制方法，屬于智能車主動轉向控制技術領域，該控制方法包括以下步驟:步驟一，以整車二自由度動力學模型作為參考模型；步驟二，基于可拓控制理論設計智能車輛主動轉向控制算法：首先，選取側向速度v_y和橫擺角速度ω_r作為特征量，組成二維特征空間；其次，確定各個特征量的容許范圍和最大可調范圍，建立可拓控制集合；然后，建立關于特征量側向速度v_y和橫擺角速度ω_r的關聯函數K(S)；最后，根據關聯函數K(S)值判斷控制區域，采取不同的控制輸出方式。本發明將可拓控制理論成功運用到智能車輛主動轉向控制技術中，并且滿足了車輛主動轉向控制的要求。

技術領域

本發明屬于汽車人控制系統技術領域，特別涉及了一種基于可拓控制理論的智能車輛主動轉向控制方法。

背景技術

智能車輛作為智能交通的重要組成，提高了現代城市生活的水平，于此同時也是解決目前交通安全的重要方式，其發展具有重要意義。智能車輛主動轉向控制是智能車控制的一個重要部分，現階段已經提出了許多控制方式，例如：PID控制、自適應控制、滑模控制以及預測控制，但是這些控制算法都存在著穩定性、準確性、快速性以及可靠性差的問題；因此穩定型、創新型、高精度型控制系統越來越受到各界關注和研究。

可拓控制論是指利用可拓論與可拓方法研究處理控制過程中的矛盾問題的規律和方法，它是為了解決傳統控制方法不能控制的問題而提出并發展起來的。在傳統控制中，輸入與輸出均是量值，控制模型是數學模型，它們描述控制過程中輸入量值與輸出量值之間的關系。在有些控制問題中，僅考慮量值與量值之間的關系是難以解決的，它們也形成了控制中的矛盾問題。要解決它們，就必須考慮事物本身及其特征以及它們的變換。

可拓控制的基本思想：從信息轉換角度處理控制問題，以控制輸入信息的合格度(關聯度)作為確定控制輸出校正量的依據，從而使被控信息轉換到合格范圍內。可拓控制的本質：輸入或輸出是物元或物元集，控制模型是物元模型，在控制過程中以物元可拓性為依據，把控制過程中的矛盾問題通過物元變換轉化為相容的控制問題，從而達到控制的目的。可拓控制論把可拓學引入智能控制的研究領域，用它們來描述和處理控制過程中信息的轉化關系，這就為尋求智能控制和知識表達模型以及信息處理技術開辟了新的途徑。

而車輛控制是一個實時性強、干擾因素復雜、控制參數耦合性高的系統，控制參數之間常常存在難以同時滿足要求的矛盾問題，出現求解失敗或是失控的情況。可拓控制具有將矛盾問題轉化為相容問題的特點，擺脫了常規控制的局限性，在原有控制區域的基礎上，對控制區域進行拓展；并且不會受到具體控制方法的制約，在全局控制區域劃分的前提下，在不同的控制區域可以根據需要采用不同的控制輸出方式，達到更加精確的控制結果。

發明內容

本發明提出了一種基于可拓控制理論的智能車輛主動轉向控制方法，將可拓控制理論運用到智能車輛主動轉向控制中，并且達到了一定的響應結果，滿足智能車輛主動轉向的使用要求，具有一定的主動轉向控制穩定性和精確性，可拓控制考慮事物本身及其特征以及它們的變換，將矛盾問題轉化為相容問題，擴大了控制范圍，保證車輛主動轉向時的快速響應和平穩轉向。

本發明的技術方案為：

一種基于可拓控制理論的智能車輛主動轉向控制方法，包括以下步驟：

S1，以整車二自由度動力學模型作為參考模型，建立二自由度動力學微分方程；

S2，設計智能車輛主動轉向控制算法；