[發(fā)明專利]一種基于GPI的同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010090783.2
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111361571B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁世宏;朱雨成;馬莉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60W40/13
• 分類號: B60W40/13;B60W40/103
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于GPI的同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法，屬于車輛控制領(lǐng)域。主要步驟為：1、建立包含擾動的二自由度車輛系統(tǒng)動力學(xué)模型；2、利用車輛動力學(xué)模型設(shè)計觀測器；3、將步驟1檢測的車輛狀態(tài)信息傳遞到步驟2設(shè)計的觀測器，同時運算估計得出質(zhì)心側(cè)偏角和擾動。本發(fā)明的主要優(yōu)點有：1、設(shè)計的觀測器能實現(xiàn)對車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的同時估計；2、設(shè)計的觀測器能實現(xiàn)對二自由度車輛模型中兩個狀態(tài)空間方程中的擾動的分別估計。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛控制領(lǐng)域，具體地說是一種基于軟件離線編程，構(gòu)造觀測器，實現(xiàn)對車輛控制系統(tǒng)中質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的同時估計方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著社會和經(jīng)濟的增長，人們生活水平有了極大提高，全球汽車保有量也不斷上升。作為現(xiàn)代社會的一種重要交通工具，汽車的普及給人們的工作和生活帶來了極大方便，但同時也引發(fā)了一些嚴(yán)重的社會問題，其中車輛的行駛安全問題已成為全球性的社會問題。

由于汽車行駛工況的復(fù)雜性，為提高車輛行駛時的主動安全性能，一系列車輛主動安全控制系統(tǒng)，如防抱死制動系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)等應(yīng)運而生。這些主動安全控制系統(tǒng)能有效提高車輛的操縱穩(wěn)定性，避免交通事故的發(fā)生。然而，這些系統(tǒng)的實現(xiàn)均依賴于對車輛質(zhì)心側(cè)偏角的準(zhǔn)確估計。另一方面，外部擾動也往往會影響車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

由于測量車輛質(zhì)心側(cè)偏角和外部擾動的傳感器價格十分昂貴，且信號的可靠性問題也尚未完全解決，使得這些信息目前在實際車輛系統(tǒng)中很難直接通過傳感器測量獲得。因此，如何利用車輛現(xiàn)有的各種傳感器所測量得到的信息來較為準(zhǔn)確地估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和外部擾動是車輛主動安全系統(tǒng)研究中的重要內(nèi)容，得到了眾多國內(nèi)外研究者的關(guān)注。

目前已有一些車輛質(zhì)心側(cè)偏角的估計方法，但都存在著一些不足。如申請?zhí)枮?01610224498.9的專利“一種基于二階滑模觀測器的車輛質(zhì)心側(cè)偏角的估計方法”，雖然對車輛系統(tǒng)進行了質(zhì)心側(cè)偏角的估計，但并未考慮對擾動的估計；又如申請?zhí)枮?01910559269.6的專利“一種同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法”，雖然同時估計出了車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動，但其擾動估計建立在所建模型中d₁和d₂相等的前提下，明顯此假設(shè)不符合現(xiàn)實情況。因此，本發(fā)明基于廣義比例積分(GPI)觀測器，提出了一種能同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于GPI的同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法，利用其魯棒性強的特點以一種低成本的方式同時精確估計車輛系統(tǒng)的質(zhì)心側(cè)偏角和擾動。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于GPI的同時估計車輛質(zhì)心側(cè)偏角和擾動的方法，包括以下步驟：

步驟1、建立包含擾動的二自由度車輛系統(tǒng)動力學(xué)模型；

步驟2、利用步驟1中的車輛動力學(xué)模型構(gòu)建模型中關(guān)于集總擾動d₁、d₂和質(zhì)心側(cè)偏角β的觀測器，實現(xiàn)對車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和集總擾動d₁、d₂的同時觀測；

步驟3、將步驟1檢測的車輛狀態(tài)信息傳遞到步驟2設(shè)計的觀測器，同時運算估計得出質(zhì)心側(cè)偏角和擾動。

進一步，步驟1中所述的二自由度車輛系統(tǒng)動力學(xué)模型如下：