[發(fā)明專利]自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911310129.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110979302B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭景華;王靖瑤;鄭華青;王班;李文昌;肖寶平
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: B60W10/08
• 分類號: B60W10/08;B60W30/18;B60W40/00;B60W40/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森;曾權(quán)

1.自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)通過車載傳感系統(tǒng)實時獲取自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的行駛運動狀態(tài)信息及參考路徑信息；

2)基于步驟1)獲取的信息，考慮側(cè)傾效應(yīng)和執(zhí)行器故障，建立描述參數(shù)不確定性和時變特性的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型；

3)設(shè)計基于Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車魯棒控制策略，實現(xiàn)橫向與側(cè)傾耦合運動的多目標(biāo)協(xié)同控制，求解出行駛所需要的前輪轉(zhuǎn)角和附加橫擺力矩；

4)針對自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車側(cè)傾角和側(cè)傾角速度的不可測性，構(gòu)建自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的Takagi-Sugeno模糊觀測器；

5)將期望附加橫擺力矩分配至所有輪胎執(zhí)行器，設(shè)計自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車附加橫擺力矩的最優(yōu)分配控制方法，求解出所需的輪胎縱向力，通過輪轂電機控制實現(xiàn)對輪胎縱向力的跟蹤控制，進(jìn)而實現(xiàn)自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制。

2.如權(quán)利要求1所述自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法，其特征在于在步驟1)中，所述通過車載傳感系統(tǒng)實時獲取自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的行駛運動狀態(tài)信息及參考路徑信息的具體步驟為：

(1)通過車載GPS系統(tǒng)實時獲取車輛的縱向速度、橫向速度和橫擺角速度；

(2)通過車載CCD系統(tǒng)實時獲取預(yù)瞄點處參考路徑的切線方向與車輛前進(jìn)方向之間的方位偏差信息、預(yù)瞄點處車輛到參考路徑的橫向距離偏差信息；

(3)對由GPS和CCD系統(tǒng)獲取的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的行駛運動狀態(tài)信息及參考路徑信息進(jìn)行信息融合。

3.如權(quán)利要求1所述自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法，其特征在于在步驟2)中，所述建立描述參數(shù)不確定性和時變特性的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型的具體步驟為：

(1)忽略自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的垂直運動和俯仰運動，建立描述自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向、橫擺和側(cè)傾動力學(xué)特性的的三自由度動力學(xué)模型；

(2)基于預(yù)瞄點處參考路徑的切線方向與車輛前進(jìn)方向之間的方位偏差信息和預(yù)瞄點處車輛到參考路徑的橫向距離偏差信息，建立自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的運動學(xué)模型；

(3)考慮自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的執(zhí)行器存在偏置故障和部分失效故障問題，構(gòu)建自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的執(zhí)行器故障模型；

(4)結(jié)合自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的三自由度動力學(xué)模型和運動學(xué)模型，考慮側(cè)傾效應(yīng)和執(zhí)行器故障，建立描述參數(shù)不確定和時變特性的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型。

4.如權(quán)利要求1所述自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法，其特征在于在步驟3)中，所述設(shè)計基于Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型的自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車魯棒控制策略，實現(xiàn)橫向與側(cè)傾耦合運動的多目標(biāo)協(xié)同控制，求解出行駛所需要的前輪轉(zhuǎn)角和附加橫擺力矩的具體步驟為：

(1)設(shè)計自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合的魯棒H_∞狀態(tài)反饋控制構(gòu)型；

(2)將所設(shè)計的魯棒H_∞狀態(tài)反饋控制構(gòu)型代入自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的Takagi-Sugeno模糊橫向控制模型，分析自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

(3)推導(dǎo)自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾魯棒H_∞狀態(tài)反饋綜合控制器存在可行解的線性矩陣不等式條件，得到滿足自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車閉環(huán)系統(tǒng)H_∞性能的反饋增益矩陣。