[發明專利]一種提升操穩性能的線控轉向系統自適應反推控制方法

有效

• 申請號: 202210281840.4
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114537517B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 張旭;王東斌;王印;盧威;田棟;麻新兵
• 申請（專利權）人: 陜西汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D101/00;B62D131/00;B62D137/00;B62D133/00
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 許振強

1.一種考慮不確定性的車輛自適應反推控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立轉向系統模型，根據轉向系統模型得到轉向系統的動力學方程為：

公式(7)中m為車身質量，I_z表示為側偏轉動慣量，V為車輛運行速度，F_yf和F_yr分別表示前后輪側向力；l_f和l_r分別表示質心到前后輪的距離；M_z表示執行器主動側偏力矩，x₁表示車輛側偏角度，x₂表示車輛橫擺角度，x₃表示車輛側偏角速度，x₄表示橫擺角速度；

步驟2，設計參考模型系統；

所述步驟2具體為：基于實際車輛非線性和不確定性系統模型，建立新側偏角與參考模型的傳遞函數關系：

其中：

β_d(s)是以復頻率s為因變量的側偏角函數

s為復頻率

k_z是可調的參數，k1、k2為常數，δ為輪胎轉角，δ(t)為輪胎轉角隨時間的變換,v為車速，k_us為穩定因子，β為車體側偏角；

傳遞函數前置增益提取的范圍在1到∞之間任意大的正整數，并取其平方；ε₁為設計參數；

a₂＝(l_rC_r-l_fC_f)μc₂＝l_fC_fμ

通過式(8)可以保證虛擬控制輸入α收斂到期望橫擺角速度，μ為輪胎系數，C_f為前輪輪胎彈性系數；C_r為后輪輪胎彈性系數；

r_d＝qδ???????????(9)

由式(8)和式(9)可以得到參考模型下理想的側偏角度β_d和橫擺角速度r_d；

步驟3，基于理想傳動比設計自適應反推控制器，具體包括：

步驟31：設置車輛前輪轉角相對車輛響應的轉向增益，設置方向盤轉角相對車輛響應的轉向增益；

步驟32：將不確定參數考慮于轉向系統模型中，同時將車輛的橫擺角速度作為虛擬控制變量，通過虛擬控制確保車輛橫擺角速度穩定；

步驟33：設計實際主動控制力矩，使得動態誤差趨近于零或有界；定義自適應控制律；

步驟34：驗證系統動態穩定性。

2.根據權利要求1所述的考慮不確定性的車輛自適應反推控制方法，其特征在于：所述步驟31具體為：設是車輛前輪轉角δ_f相對車輛響應y的轉向增益，是方向盤轉角δ_h相對車輛響應y的轉向增益：

又根據傳動比定義：

δ_h＝iδ_f????????(11)

以車速V和方向盤轉角δ_h為輸入，理想傳動比i為輸出的模糊控制器實現對理想傳動比的求解，最終根據式(11)得到整車系統的理想的前輪轉角輸入δ_f。

3.根據權利要求2所述的考慮不確定性的車輛自適應反推控制方法，其特征在于：所述步驟32中：將不確定參數考慮于轉向系統中，同時將車輛的橫擺角速度r作為虛擬控制變量，通過虛擬控制確保車輛橫擺角速度r的穩定；

選擇虛擬控制變量，可得：

η＝η_m+η_f???????????(14)

其中

Δ₁為界限值

對e₁(t)進行求導，可得：

其中，e₁，e₂為跟蹤誤差。