[發(fā)明專利]一種四輪獨立線控轉(zhuǎn)向電動汽車執(zhí)行機構主動容錯控制算法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010735410.6
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112519873B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 何友國;耿朋杰;袁朝春;蔡英鳳
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D137/00
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1.一種四輪獨立線控轉(zhuǎn)向電動汽車執(zhí)行機構主動容錯控制算法，其特征在于，包括：建立四輪獨立轉(zhuǎn)向汽車的車輛二自由度動力學模型、車輛參考模型、執(zhí)行機構故障模型和設計間接自適應主動容錯控制器；以車輛參考模型為跟蹤目標進行自適應主動容錯控制器的設計，根據(jù)執(zhí)行機構故障模型推導出帶有故障形式的主動容錯控制器表達式，再根據(jù)Lyapunov函數(shù)推導出最終的主動容錯控制器，實現(xiàn)對車輛參考模型的零質(zhì)心側(cè)偏角和修正橫擺角速度的跟蹤；

所述建立執(zhí)行機構故障模型具體包括：

設表示線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構中第i個執(zhí)行器在第j個故障模式下的執(zhí)行器故障信號，定義以下通用執(zhí)行器故障模型：

其中，u_i(t)表示第i個執(zhí)行器的控制輸入，i＝1，2，3，4，j＝1…4，為失效因子，j為第j個故障模式，一共有4種故障模式，各故障模式的具體定義如說明書表1所示；和分別為失效因子的上界和下界，u_si(t)表示第i個執(zhí)行器未知時變有界的卡死故障，定義為：

定義：

式中ρ^j＝diag[ρ^j₁,ρ^j₂,ρ^j₃,ρ^j₄]，σ^j＝diag[σ^j₁,σ^j₂,σ^j₃,σ^j₄]，j＝1,2,3,4，對于所有可能的故障模式，采用以下執(zhí)行器故障模型：

u^F(t)＝ρu(t)+σu_s(t)，ρ＝diag[ρ₁，ρ₂，ρ₃，ρ₄]∈{ρ¹，ρ²，ρ³，ρ⁴} (17)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種四輪獨立線控轉(zhuǎn)向電動汽車執(zhí)行機構主動容錯控制算法，其特征在于，所述建立四輪獨立轉(zhuǎn)向汽車的車輛二自由度動力學模型具體包括：

首先建立車輛二自由度動力學模型：

其中：F_Yf是前輪側(cè)向力，F(xiàn)_Yr是后輪側(cè)向力；β是車體質(zhì)心處的側(cè)偏角；γ是車體質(zhì)心處的橫擺角速度；m是車輛質(zhì)量；u_x是車輛的縱向速度；a是車輛質(zhì)心到前軸的距離，b是車輛質(zhì)心到后軸的距離；δ_f是車輛前輪轉(zhuǎn)角，δ_r是車輛后輪轉(zhuǎn)角，I_z是汽車繞z軸的轉(zhuǎn)動慣量；

基于對輪胎側(cè)偏特性的考慮，建立如下的近似線性模型：

F_Yf＝-C_fα_f，F(xiàn)_Yr＝-C_rα_r (3)

其中，C_f是前輪的側(cè)偏剛度，C_r是后輪的側(cè)偏剛度，α_f是前輪的側(cè)偏角，α_r是后輪的側(cè)偏角；車輪的側(cè)偏角定義如下：

將式(3)和(4)帶入系統(tǒng)運動方程(1)和(2)中可得四輪獨立轉(zhuǎn)向汽車的車輛二自由度動力學模型為：