[發(fā)明專利]線性和非線性控制結(jié)合低速穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110739968.6
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113386793B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾偉;黨建民;萬凱林;田小康;劉吉
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

本發(fā)明公開的線性和非線性控制結(jié)合低速穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)，針對低速自動駕駛縱向控制，采用線性和非線性控制相結(jié)合的控制策略的方式實現(xiàn)對低目標車速的穩(wěn)態(tài)控制，進而實現(xiàn)對低速自動駕駛的穩(wěn)態(tài)控速。克服線性控制通過目標車速和實際車速的偏差進行反饋控制，對于在低目標車速控制，對車速的控制精度要求較高，要求車速在目標車速附近較小范圍內(nèi)變化，當車輛的動力性能高于制動性能時，線性控制響應(yīng)不及時的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動駕駛低速速度控制領(lǐng)域，具體涉及線性和非線性控制結(jié)合低速穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

自動駕駛技術(shù)在智能汽車行業(yè)的發(fā)展上舉足輕重，從感知、決策到運動控制，每個環(huán)節(jié)都密切影響著自動駕駛的駕乘體驗。舒適性、平穩(wěn)性是駕乘人員能夠直接感受到的，而這又是直接受到運動控制的影響。當前在自動駕駛業(yè)務(wù)領(lǐng)域，車輛運動控制算得上是較為成熟的技術(shù)了。如廣州橙行智動科技有限公司申請的公開號為CN106004515A用于電動汽車自動泊車的車速控制方法及系統(tǒng)公開的專利技術(shù)為：用于電動汽車的自動泊車車速控制方法及系統(tǒng)，該方案包含車速傳感器模塊、超聲波傳感器、車輛定位模塊和車速控制模塊。其中，車速控制器根據(jù)運動車速和理想車速調(diào)節(jié)電動汽車的電動扭矩。

現(xiàn)有的低目標車速穩(wěn)態(tài)控速為基于汽車模型，根據(jù)車輛動力學(xué)計算出需要的加速指令和減速指令，針對車輛動力穩(wěn)定且制動響應(yīng)及時的系統(tǒng)有較好的控制效果，但是針對燃油車這類動力不穩(wěn)定的系統(tǒng)或者制動系統(tǒng)對小減速度的響應(yīng)不夠靈敏的車輛系統(tǒng)來進行低速穩(wěn)態(tài)控速，卻達不到好的控制效果。因此，需要提出一種解決低目標車速、短目標距離以及車輛關(guān)聯(lián)系統(tǒng)狀態(tài)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，提高低速控制制動穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開的線性和非線性控制結(jié)合低速穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)，提出一種線性控制和非線性控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)，進而實現(xiàn)對低速自動駕駛的穩(wěn)態(tài)控速。

本發(fā)明公開的線性和非線性控制結(jié)合低速穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)，包括輸入信息模塊和控制單元模塊；

所述輸入信息模塊實時記錄道路信息、目標信息和車輛信息；

所述控制單元模塊包括道路行駛狀態(tài)模塊、線性控制單元、非線性控制單元及線性非線性協(xié)同控制器；

所述道路行駛狀態(tài)模塊，根據(jù)道路信息、目標信息和車輛信息，更新車輛的道路行駛狀態(tài)；

所述線性控制單元采用PI系數(shù)自適應(yīng)控制器計算線性控制目標加速度；

所述非線性控制單元道路行駛狀態(tài)信息確定非線性控制模式為：避免車速快速上升或避免車速快速下降兩種模式；避免車速快速上升模式中，將非線性控制目標加速度的值按減速度步長的值逐級降低；避免車速快速下降模式中，根據(jù)目標車速和實際車速之間的偏差確定正加速度數(shù)值作為非線性控制目標加速度用于制動系統(tǒng)泄壓；

所述線性非線性協(xié)同控制器根據(jù)線性控制單元計算的線性控制目標加速度和非線性控制單元計算的非線性控制目標加速度進行協(xié)同處理，按以下方式得到目標加速度，并發(fā)送到車輛執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行：

1）當避免車速快速上升模式時，選取線性控制和非線性控制目標減速度的最小值作為目標加速度；

2）避免車速快速下降模式時，選取線性控制和非線性控制目標減速度的最大值作為目標加速度。

進一步地，

所述非線性控制單元包含非線性控制模式識別模塊、非線性加速度約束模塊和非線性控制策略模塊；所述非線性控制模式識別模塊根據(jù)道路行駛狀態(tài)信息、車輛信息中的實際車速信息確定非線性控制模式為：避免車速快速上升或避免車速快速下降；所述非線性加速度約束模塊根據(jù)車輛信息中的實際車速信息確定不同速度區(qū)間段的非線性加速度約束的最大值和最小值范圍；所述非線性控制策略模塊根據(jù)非線性控制模式及非線性加速度最值分別對針對兩種模式得到非線性控制目標加速度。

進一步地，