[發(fā)明專利]一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011113066.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112231914B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃超;張國旺;李亮
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/16;G01D21/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.建立線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)動態(tài)方程，并對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行參數(shù)辨識：

S101.建立線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)動態(tài)方程：

其中，T_sw為駕駛員輸入力矩，T_m＝K_ti_m為路感反饋電機輸入力矩，G_m為蝸輪蝸桿減速器減速比，J_e為系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量，B_e為系統(tǒng)等效阻尼，T_fr為系統(tǒng)庫侖摩擦力；和分別為方向盤角速度和角加速度；K_t為電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)；i_m為電樞電流；

S102.保持電機關(guān)閉，進行準靜態(tài)實驗，測量系統(tǒng)庫侖摩擦力T_fr、庫侖摩擦力的不確定量ΔT_fr以及ΔT_fr的最大不確定度ΔT_fr0；

S103.保持電機關(guān)閉，進行勻速實驗，測量系統(tǒng)等效阻尼B_e、等效阻尼的不確定量ΔB_e以及ΔB_e的最大不確定度ΔB_e0；

S104.電機以電流模式啟動，進行堵轉(zhuǎn)實驗，測量電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)K_t、電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)的不確定量ΔK_t和ΔK_t的最大不確定度ΔK_t0；

S2.建立魯棒觀測器來對駕駛員的輸入扭矩進行觀測：

S201.定義系統(tǒng)狀態(tài)為將系統(tǒng)的狀態(tài)方程寫為

y＝Cx

其中

C＝[1 0 0],u＝i_m,d＝T_fr,y＝θ_sw

S202.考慮到參數(shù)的不確定性，將系統(tǒng)狀態(tài)方程改寫為帶有參數(shù)不確定性的狀態(tài)方程形式：

y＝Cx

式中，A₀,ΔA,B₀,ΔB,d₀，Δd和C由系統(tǒng)動態(tài)方程及辨識得到的參數(shù)推導得到，具體地：

d₀＝T_fr0

其中，B_e0為B_e的標稱值；K_t0為K_t的標稱值；

不確定矩陣ΔA,ΔB表示為

ΔA＝E_AMF_A,ΔB＝E_BN(t)F_B,Δd＝N(t)ΔT_fr0

其中，

ΔB_e0,ΔK_t0和ΔT_fr0為參數(shù)的最大不確定度，由參數(shù)辨識得到的參數(shù)范圍得到；

S203.建立觀測器為：

S204.將增益L的求解轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式優(yōu)化問題的求解，得到使得觀測器的性能滿足要求的增益L的值；

S3.觀測器中，

通過該觀測器估算駕駛員作用在方向盤上的力矩大小當檢測到該力矩大小超過預先設(shè)定的閾值并且持續(xù)一定時間時，則判斷為駕駛員已經(jīng)介入操作，車輛控制系統(tǒng)將控制權(quán)轉(zhuǎn)交給駕駛員。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于魯棒觀測器的駕駛員介入識別方法，其特征在于：步驟S1所述的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模擬部分包括方向盤、轉(zhuǎn)向柱和路感模擬電機，所述路感模擬電機通過蝸輪蝸桿減速器與轉(zhuǎn)向柱的第一端連接，轉(zhuǎn)向柱的第二端與方向盤連接，所述轉(zhuǎn)向柱上還安裝有轉(zhuǎn)角傳感器；所述轉(zhuǎn)角傳感器采集到的信號通過CAN總線傳輸給車輛控制部分，由車輛控制部分控制轉(zhuǎn)向器上的驅(qū)動電機以相應的轉(zhuǎn)角帶動車輪進行轉(zhuǎn)向。