[發明專利]一種四輪轉向汽車的魯棒自適應控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201910054534.5
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN111452801B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 柏強;趙亮;田敏杰
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

本發明提供一種四輪轉向汽車的魯棒自適應控制方法和裝置。方法包括：檢測四輪轉向汽車車輛質心處的側偏角以及車輛繞質心的橫擺角速度；將檢測到的車輛質心處的側偏角和車輛繞質心的橫擺角速度作為預設的魯棒自適應控制器的輸入參數，輸入至魯棒自適應控制器中；其中魯棒自適應控制器采用加權式多模型方法，并根據H_∞魯棒性能指標建立得到，再結合線性矩陣不等式技術確定得到魯棒自適應控制器中的控制器參數；獲取魯棒自適應控制器輸出的用于控制四輪轉向汽車系統的控制指令，以依據所述控制指令實現對四輪轉向汽車系統進行反饋控制。本發明綜合魯棒控制及非線性控制的技術，能夠有效解決四輪轉向系統的非線性問題和外部擾動問題。

技術領域

本發明涉及四輪轉向汽車控制技術領域，尤其涉及一種四輪轉向汽車的魯棒自適應控制方法和裝置。

背景技術

現有的四輪轉向汽車控制技術主要針對的是四輪轉向系統的軟硬件的框架設計，對于底層控制算法的研究不夠深入。且目前現有的底層控制算法只考慮到外部擾動的問題，采用了魯棒控制方法，而對于四輪轉向系統的非線性問題則考慮較少。

因此，如何綜合魯棒控制及非線性控制的技術，用于同時解決四輪轉向系統的非線性問題和外部擾動問題，是當前需要解決的一個技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種四輪轉向汽車的魯棒自適應控制方法和裝置，用于綜合魯棒控制及非線性控制的技術，以解決四輪轉向系統的非線性問題和外部擾動問題。技術方案如下：

基于本發明的一方面，本發明提供一種四輪轉向汽車的魯棒自適應控制方法，包括：

檢測四輪轉向汽車車輛質心處的側偏角以及車輛繞質心的橫擺角速度；

將檢測到的車輛質心處的側偏角和車輛繞質心的橫擺角速度作為預設的魯棒自適應控制器的輸入參數，輸入至所述魯棒自適應控制器中；其中所述魯棒自適應控制器采用加權式多模型方法，并根據H_∞魯棒性能指標建立得到，再結合線性矩陣不等式LMI技術確定得到所述魯棒自適應控制器中的控制器參數；

獲取所述魯棒自適應控制器輸出的用于控制所述四輪轉向汽車系統的控制指令，以依據所述控制指令實現對所述四輪轉向汽車系統進行反饋控制。

可選地，所述魯棒自適應控制器是基于二自由度四輪轉向汽車動力學模型以及多模型方法建立的具有外部擾動的控制系統模型得到；

所述魯棒自適應控制器為

其中B＝I₂，e_i(t)＝x_i(t)-x(t)，x＝[x₁ x₂]，

其中，a_y為車輛側向加速度，ω_r為車輛繞質心的橫擺角速度，F₁，F₂分別為前、后輪胎側向力，a，b為質心距前后軸的距離，δ_f，δ_r為等效前后輪轉角，m為整車質量，I_z為整車繞z軸的轉動慣量，v為車輛質心處的側偏角，η為車輛前進速度，a_f，a_r分別為前、后輪胎側偏角，k_f，k_r分別為前、后輪側偏剛度，w(t)為有界的不確定外部擾動，x₁＝v，x₂＝ω_r，α≥0，β＞0，κ＞0為給定系數，σ＞0為給定的標量，K_i為反饋增益矩陣。

可選地，預先建立輪胎側偏角小于預設閾值時對應的第一狀態方程和輪胎側偏角不小于所述預設閾值時對應的第二狀態方程