[發明專利]一種基于在線變步長的車輛狀態預測方法

有效

• 申請號: 202011158741.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112330843B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 高澤鵬;任宏斌;陳思忠;陳勇;趙玉壯;吳志成;劉寶庫
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G07C5/08
• 分類號: G07C5/08;G06Q10/04;B60W40/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了一種基于在線變步長的車輛狀態預測方法，考慮了過去時間范圍內的系統參數不確定性、狀態參數變化率、每一時刻下的參數極值與誤差，以及狀態參數對應熵值的變化規律，從而在當前時刻下建立關于車輛系統損失函數的預測修正方程，并確定與當前時刻相適應的實時滾動優化最優預測步長；基于未來時間的延伸，引入時間延伸指數的概念，從而實現隨時間域延伸而實時變化的車輛狀態預測步長；為了進一步提高車輛狀態的預測精度，在所建立修正方程的基礎上，進一步考慮狀態預測過程中存在的極限約束條件，從而實現了對預測異化參數的有效校正，從而在在有限的時間步長內，顯著提高了實時滾動優化的預測速度和計算精度。

技術領域

本發明屬于車輛狀態預測的技術領域，具體涉及一種基于在線變步長的車輛狀態預測方法。

背景技術

隨著車輛底盤集成技術與電子信息控制技術的快速發展，車輛系統的穩定性也得到了極大地提升。車輛的穩定性與當前的車輛狀態相關，但是依靠當前車輛狀態所進行的輔助或者主動干預控制操作往往會存在一定的滯后性。因此，車輛狀態的實時預測則可以幫助駕駛員和半主動/主動控制系統提前獲知未來的車輛行駛狀態，并基于此為半主動/主動控系統提供一定的輔助干預參考，從而極大地提高駕駛員和乘客的乘坐體驗和駕駛性能。

車輛狀態的在線預測主要是為了在不產生數據爆炸現象的前提下，使用一定長度的數據序列實現對來實現未來狀態的預測，其目的在于同時提高狀態預測的快速性和精確性。目前針對車輛狀態預測所進行的研究中，通常使用的方法為定步長預測算法，其對于結果的精度存在很大的影響。同時，對于車輛狀態的結果預測，通常受制于有限次的計算循環過程，從而導致所得到計算結果的差異性較大，且精度無法得到保證。此外，在計算結果超出設定的容差范圍之后，沒有合適的循環來進一步修正非理想的計算結果，這也使“如何合理優化并改進在線計算下的車輛狀態預測精度”成為研究與實際應用過程中所存在的難題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于在線變步長的車輛狀態預測方法，能夠根據時間范圍變化，對不同類型的狀態參數預測步長進行實時調節，并且對預測結果進行判定與校正，從而能夠得到滿足實時工況變動需求的車輛狀態預測結果。

實現本發明的技術方案如下：

一種基于在線變步長的車輛狀態預測方法，包括以下步驟：

步驟一、選定車輛狀態變量；

步驟二、對車輛狀態及其熵值的預測計算；

步驟三、對未來T+1時刻車輛預測參數的誤差值矩陣計算；

步驟四、利用車輛狀態變量所對應的波動范圍矩陣H，對車輛狀態的預測進行校正。

進一步地，步驟一具體包括：

1.1、選擇側向加速度a_y、縱向滑移率s、懸架速度v、懸架相對位移L_s、車身側傾角橫擺角速度ω_γ和載荷轉移率LTR這7種車輛狀態變量組成狀態矩陣X，并計算其所對應的熵值矩陣E；

1.2、計算車輛狀態矩陣X所對應的波動范圍矩陣H。

進一步地，步驟二具體包括：