[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(jì)）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(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森;曾權(quán)

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，屬于汽車智能安全與自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域。通過車載傳感系統(tǒng)采集自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的行駛狀態(tài)信息和參考路徑信息，考慮側(cè)傾效應(yīng)和執(zhí)行器故障，建立具有參數(shù)不確定和時(shí)變特性的Takagi?Sugeno模糊橫向控制模型，設(shè)計(jì)一種自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車魯棒橫向和側(cè)傾綜合控制方法，同時(shí)針對自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車行駛過程中側(cè)傾角和側(cè)傾角速度的不可測性，提出基于Takagi?Sugeno模型的觀測器。克服了側(cè)傾效應(yīng)和執(zhí)行器故障對自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向運(yùn)動控制的影響，提高了自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的自主行駛性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車智能安全與自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法。

背景技術(shù)

自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的每個(gè)車輪均由電動機(jī)獨(dú)立驅(qū)動，具有卓越的機(jī)動性和控制靈活性，可最大程度減少道路事故的發(fā)生，提高交通安全和減少交通擁堵。

橫向控制是自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的核心技術(shù)之一，其旨在如何設(shè)計(jì)控制律以使自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車準(zhǔn)確、平穩(wěn)地遵循預(yù)先計(jì)劃的參考路徑而行駛。由于自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車具有參數(shù)非線性和不確定性的特點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的橫向控制系統(tǒng)被認(rèn)為是自動駕駛汽車領(lǐng)域中最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。文獻(xiàn)1(Hongyan Guo,Dongpu Cao,Hong Chen,et al.,Model predictive path followingcontrol for autonomous cars considering a measurable disturbance:Implementation,testing,and verification[J].Mechanical Systems and SignalProcessing,2019,118:41-60.)提出了一種自動駕駛汽車橫向預(yù)測控制方法，并通過試驗(yàn)測試驗(yàn)證了本方法的有效性。文獻(xiàn)2(Xuewu Ji,Xiangkun He,Chen Lv,etal.,Adaptive-Neural-Network-Based Robust Lateral Motion Control for Autonomous Vehicle atDriving Limits[J],Control Engineering Practice,2018,76:41-53.)設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動駕駛汽車橫向控制方法，通過試驗(yàn)表明該控制技術(shù)在各種行駛條件下均具有較為理想的車輛動力學(xué)控制性能。

自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的運(yùn)動過程中容易發(fā)生側(cè)向和橫向耦合運(yùn)動，這會對車輛的安全性和乘坐舒適性產(chǎn)生不利影響，因此，自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的橫向控制應(yīng)考慮側(cè)傾效應(yīng)。此外，當(dāng)執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)，有故障的執(zhí)行器可能無法提供所需的扭矩，從而破壞自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的橫向運(yùn)動控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述難題，提供可有效提高側(cè)傾效應(yīng)和執(zhí)行器故障下自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車自主行駛性能的一種自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車橫向與側(cè)傾綜合控制方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)通過車載傳感系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取自動駕駛分布式驅(qū)動電動汽車的行駛運(yùn)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(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)橫向與側(cè)傾耦合運(yùn)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；