[發明專利]一種針對存在不確定性的行駛系統車輛穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201810884493.8
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109017805B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 王德軍;梁曉娜;丁健楠;楊千惠;謝寧寧;史德偉;王麗華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱世林;胡景陽<國際申請>=<國際公布>

一種針對存在不確定性的行駛系統車輛穩定性控制方法，包含以下步驟：采集車輛行駛狀態信息，根據二自由度模型計算出狀態量的期望值，建立整車模型解析系統的不確定性將系統表達為線性不確定系統，以狀態量的實際值與期望值的偏差作為魯棒優化車輛穩定控制器的輸入，利用次優控制的方法，獲得為實現車輛穩定所需的控制量的期望值，通過偽逆分配的方法對輪胎力進行分配，最后通過執行器去執行輪胎力的分配結果。

技術領域

本發明屬于車輛主動安全控制的技術領域，提供了一種車輛穩定性系統的控制方法，尤其涉及一種由于行駛系統存在整車質量以及轉動慣量的不確定性的車輛穩定性控制方法。

背景技術

近年來車輛的主動安全控制備受關注，尤其是在車輛智能駕駛和自動駕駛的背景下，車輛穩定控制系統經過不斷發展極大地提升了車輛行駛的安全性能。車輛穩定控制系統主要包括橫擺穩定系統、主動側傾穩定性控制以及集成穩定性控制系統。橫擺穩定系統主要是控制車輛橫擺行為、防止行車側滑的穩定性控制系統。主動側傾穩定性控制系統是防止車輛側傾的穩定性控制系統。橫擺穩定控制系統和主動側傾穩定性控制系統集成為集成穩定性控制系統。

在車輛行駛過程中，由于不能精確知曉整車的實際承載重量以及相應的轉動慣量，導致車輛行駛系統存在不確定性，這種不確定性對車輛的運行具有很大的影響。

在現有的車輛穩定性控制研究中，大都采用自適應控制的方法對包含不確定性的系統進行控制，并未具體分析系統不確定性的來源與影響，因此解析系統的不確定性并設計車輛的魯棒控制器具有重要的意義。

發明內容

本發明的技術解決問題：提供一種針對存在不確定性的行駛系統車輛穩定性控制方法，考慮載重不同導致的整車質量以及相應轉動慣量的不確定性的影響，解析系統的不確定性，設計魯棒控制器保證車輛的穩定運行，進而對制動力與驅動力進行分配。

一種針對存在不確定性的行駛系統車輛穩定性控制方法，包含以下步驟：

步驟一

實時地由車載傳感器采集車輛行駛過程中的狀態量，得到車輛的方向盤轉角、橫擺角速度、側向加速度以及車輛的速度、車輪速度等車輛行駛過程中的狀態量；

步驟二

根據步驟一中得到的車輛的縱向/側向行駛速度和前輪轉角δ作為輸入量，利用二自由度單軌模型確定被控量的參考值，即車輛的縱向速度V_x、側向速度V_y和橫擺角速度ω_r的期望值；

步驟三

建立整車模型，應用直接反饋線性化的方法去除整車模型的非線性因素，將整車質量及轉動慣量的不確定性考慮到模型當中，解析系統的不確定性，將系統表達為線性不確定系統；

步驟四

取車輛縱向速度、側向速度和橫擺角速度的期望值與實際值的偏差作為魯棒優化車輛穩定控制器的輸入，利用次優控制的方法，通過控制器求得完成當前控制任務所需的作用在車身坐標系上的合成縱向合力、合成側向合力及橫擺力矩的期望值∑F_xd、∑F_yd、∑M_zd；

步驟五

根據步驟四中得到的作用在車身坐標系上的合成縱向合力、合成側向合力及橫擺力矩的期望值分配到每個車輪的執行器上。

所述步驟二中二自由度單軌模型以側向速度和橫擺角速度為狀態量，滿足如下微分方程：

步驟三中線性不確定系統以縱向速度與期望值的偏差、側向速度與期望值的偏差和橫擺角速度與期望值的偏差為狀態量滿足如下方程：