[發明專利]滑移滑轉率線性控制方法、裝置及防抱死和驅動防滑控制系統

有效

• 申請號: 201811185941.1
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109334646B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 吳明翔
• 申請（專利權）人: 吳明翔
• 主分類號: B60T8/176
• 分類號: B60T8/176;B60T8/1761;G06F30/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王正楠

本申請實施例提供一種滑移滑轉率線性控制方法、裝置及防抱死和驅動防滑控制系統，基于仿射非線性動力學模型構建非線性控制目標泛函；根據非線性變換方程組，將非線性動力學模型拓撲等價地轉換為線性狀態空間模型，并據非線性變換方程組或線性狀態空間模型將非線性控制目標泛函轉換為線性控制目標泛函；根據極小值原理，構建第一求解方程，根據該方程得到第一解析解，并將第一解析解非線性映射為第二解析解；根據極小值原理，構建第二求解方程，當第二解析解能夠使第二求解方程成立時，將第二解析解作為最佳滑移滑轉率及扭矩控制量，實現對系統的防抱死控制部分的滑移率和驅動防滑控制部分的滑轉率的線性控制。

技術領域

本申請涉及控制技術領域，具體而言，涉及一種滑移滑轉率線性控制方法、裝置及防抱死和驅動防滑控制系統。

背景技術

ABS(Anti-Brake-System，自動防抱死系統)和TCS(Traction-Control-System，驅動防滑系統)是廣泛應用于飛機、鐵路列車、汽車等機電復合系統中的輪式裝置防抱死與驅動防滑控制系統。以輪式裝置的滑移滑轉率的變化率等參數為控制目標，通過合理設計電控制動驅動系統的制動與驅動力控制算法，能起到在緊急制動時防止輪式驅動裝置抱死，在濕滑路面上向前行駛時防止打滑的作用，最終達到使緊急制動和濕滑路面驅動行駛過程平穩順利完成的目的。此外，為保證汽車以一定的車速按預定的行駛軌跡行駛，需要ABS和TCS同時起作用，以確保滑移率和滑轉率的變化符合不同行駛工況下對驅動力和制動力的精準要求。由于不同的制動驅動力算法對滑移滑轉率及其變化率的調整控制效果是不同的，所以選擇滑移滑轉率及其變化率的優化控制算法對ABS和TCS的實際防抱死與驅動防滑控制效果、緊急制動和濕滑路面驅動過程的平順性、控制邏輯與控制流程的間接性、高效性和工程性都有非常重要的影響。目前針對滑移滑轉率控制，典型的控制算法有邏輯門限值、PID、模糊神經網絡、滑模控制、最優控制等。

其中，實現邏輯門限值控制算法的關鍵是計算當前車輪的滑移滑轉率，并將計算得到的滑移滑轉率與預先確定的門限值進行比較，以此來判斷對制動和驅動液壓控制系統的增壓和減壓操作，從而達到控制滑移滑轉率的效果。邏輯門限值控制算法非常便于工程應用，但由于過于依賴具體經由且未形成系統的控制理論，所以其普遍性、可移植性、最優性均不理想。具體地，由于其控制過程中需要不斷根據經驗來修正制動驅動力矩，以期靠試湊的方式來逼近最佳滑移滑轉率點，所以控制過程滑移滑轉率、車速、輪速均會發生明顯的波動，不利于制動與驅動的穩定性和舒適性，且會加劇輪胎的磨損。而PID、模糊神經網絡等控制算法則依賴專家經驗，可移植性差，一旦更換了新的ABS和TCS后，隨著具體的結構控制參數的改變，又得花費較長時間摸索涉及適用于新的ABS和TCS的專家控制經驗與算法，不利于產品的更新換代。此外，不同的專家經驗必然會導致不同的控制效果，是否為最優控制效果，無法從理論上予以嚴格的論證，故而存在普適最優性的問題。

滑模控制算法能夠在控制過程中有效克服因建模誤差和外界干擾所帶來的控制精度差等問題，保證滑移滑轉率控制的精準實現。但是，它依然沒有驗證所得到的滑移滑轉率變化過程是否在理論上最優這一問題。因此，其算法依然有進一步的挖掘空間，但是最優性的驗證依然是最終的問題。

發明內容

為了至少部分地克服現有技術中的上述不足，本申請的目的在于提供一種滑移滑轉率線性控制方法、裝置及防抱死和驅動防滑控制系統。

為了達到上述目的，本申請實施例采用如下技術方案：

第一方面，本申請實施例提供一種滑移滑轉率線性控制方法，應用于防抱死和驅動防滑控制系統，所述方法包括：

根據所述防抱死和驅動防滑控制系統建立仿射非線性動力學模型；

基于所述仿射非線性動力學模型進行李導數運算和相對階分析，得到非線性變換方程組；

根據所述仿射非線性動力學模型構建非線性控制目標泛函；