[發(fā)明專利]一種參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811636787.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109760680B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋秀蘭;陳麗;何德峰;張昱;孟利民;余世明;丁鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B60W30/16
• 分類號: B60W30/16
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制方法，包括如下步驟：1)、建立車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)三階狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型；2)、定義車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)在t時刻的魯棒控制函數(shù)；3)、通過車載傳感器得到當前時刻前車與本車的間距誤差、相對速度和本車加速度，通過無線信道傳輸?shù)玫疆斍皶r刻前車加速度，根據(jù)方程式(4)實時計算車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)安全車間距控制量u₁(t)，驅(qū)動本車跟蹤前車運動狀態(tài)；在下一個控制周期時，通過車載傳感器得到前車與本車的間距誤差、相對速度和本車加速度，通過無線信道傳輸?shù)玫角败嚰铀俣龋绱酥芏鴱?fù)始，實現(xiàn)本車高穩(wěn)定性和實時性的參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制。本發(fā)明理解直觀、設(shè)計簡單、易于實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車輛巡航自動控制領(lǐng)域，參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制方法。

背景技術(shù)

車輛自適應(yīng)巡航控制能夠通過車載傳感系統(tǒng)及其他通信方式獲得自車狀態(tài)信息以及周圍車輛信息,利用加速度控制算法調(diào)節(jié)車輛加速度，從而與前車保持穩(wěn)定安全車間距。這不僅能夠提高了車輛駕駛的安全性和舒適性，減輕駕駛員的負擔(dān)，同時也能有效地降低了車輛行駛的能耗，提升道路交通流量密度。因此，對于車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的研究一直是車輛自動控制和智能化領(lǐng)域的熱點。現(xiàn)有的車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制方法的理論研究有模糊控制方法、滑模控制方法、模型預(yù)測控制方法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛巡航控制方法等。在大多數(shù)控制方法中，設(shè)計控制器往往都需要先對系統(tǒng)進行動力學(xué)分析，建立起系統(tǒng)狀態(tài)模型。而在實際系統(tǒng)中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析通常存在著很多不確定的因素，因此，如需進行高準確性的系統(tǒng)建模，建立的系統(tǒng)狀態(tài)模型也通常將會伴隨著時變的不確定參數(shù)。影響車輛系統(tǒng)性能的不確定因素大致可分為兩方面，一是系統(tǒng)本身特性具有的不確定性，如材料屬性，器件設(shè)備的損耗老化等；二是外部環(huán)境具有的不確定性，如道路崎嶇顛簸，雨雪天氣等。這兩方面的不確定性都會使得車輛的整車性能受到影響，相應(yīng)建立的車輛系統(tǒng)狀態(tài)模型中的相關(guān)參數(shù)也會發(fā)生變化。僅基于恒定參數(shù)的系統(tǒng)模型設(shè)計的控制器在實際應(yīng)用中，可能會因系統(tǒng)狀態(tài)模型與實際車輛系統(tǒng)狀態(tài)存在較大差異而對整車行駛的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。因此，隨著近年來對汽車整車控制性能和穩(wěn)定性要求的提高，探索在參數(shù)不確定車輛系統(tǒng)狀態(tài)模型下的高穩(wěn)定性的車輛自適應(yīng)控制方法，成為車輛巡航自動控制領(lǐng)域的一個十分具有理論意義和實用價值的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了考慮實際存在的車輛發(fā)動機性能不穩(wěn)定，即發(fā)動機時間常數(shù)參量具有不確定性的問題，本發(fā)明提供一種理解直觀、設(shè)計簡單、易于實現(xiàn)的參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種參數(shù)不確定自主車輛變速巡航系統(tǒng)魯棒控制方法，所述控制方法包括如下步驟：

1)、建立車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)三階狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型，參見式(1)：

其中，下標1表示本車，下標0則表示前車；變量t表示時間；狀態(tài)變量δ₁(t)、Δν₁(t)和a₁(t)分別表示在t時刻前車與本車的間距誤差、相對速度和本車加速度；a₀(t)表示在t時刻前車的加速度；u₁(t)表示在t時刻本車的命令加速度；參數(shù)h₁和分別為時間間隔和發(fā)動機時間常數(shù)，為發(fā)動機時間常數(shù)的時變不確定增量；

取x₁＝[δ₁ Δν₁(t) a₁]^T，式(1)轉(zhuǎn)化為矩陣形式，參見式(2)：

其中，

ΔA₁(t)，ΔB₁(t)為時變結(jié)構(gòu)不確定性，具有以下形式：