[發明專利]用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法及系統

在審

• 申請號: 202210809990.8
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115071821A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 王佳妮;謝旌;陳一飛;施亮
• 申請（專利權）人: 上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02;G05B23/02
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 李丹;楊丹莉

本發明公開了一種用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法，其包括步驟：采集方向盤輸入轉角，以及與之對應的方向盤輸出轉角；基于所述方向盤輸入轉角以及與之對應的方向盤輸出轉角，得到方向盤控制系統的傳遞函數，繪制出方向盤控制系統的伯德圖；基于所述伯德圖確定方向盤控制系統需要提升的相位裕度及其對應的頻率；基于方向盤控制系統需要提升的相位裕度及其對應的頻率確定超前補償控制器的傳遞函數，將超前補償控制器的傳遞函數離散化，得到離散的超前補償控制器；將初始方向盤轉角指令輸入所述超前補償控制器，將所述離散的超前補償控制器輸出的方向盤轉角指令輸入給方向盤執行器。相應地，本發明還公開了對應的控制系統。

技術領域

本發明涉及一種控制方法及系統，尤其涉及一種車輛方向盤的控制方法及系統。

背景技術

目前車輛自動駕駛技術研究發展較快，其中車輛橫向控制技術是智能駕駛技術中的關鍵技術之一，其性能好壞會對實際的駕乘體驗有著十分重要的影響。

其中，車輛方向盤執行器的執行效率的優劣大大影響了控制的精度。例如，當方向盤執行器延遲比較大時，可能會造成控制器失穩。

因此在車輛方向盤控制系統的設計時，需要考慮延遲的影響。延遲的影響在網絡控制系統(Networked Control system)較為普遍，現有技術中比較常見的解決辦法是Smith預估補償。Smith預估補償器是建立在被控對象和網絡延遲的精確數學模型之上。

然而對于車輛來說，在實際應用中，延遲有可能是隨機的，并且Smith預估模型可能存在擾動，使其不能完全和被控對象模型相匹配，因此這個將這種方法用于車輛方向盤控制系統的魯棒性不強。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法，其能夠對控制延時進行補償，從而提升自動駕駛方向盤控制的精度。

為了實現上述目的，本發明提出了一種用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法，其包括步驟：

100：采集方向盤輸入轉角，以及與之對應的方向盤輸出轉角；

200：基于所述方向盤輸入轉角以及與之對應的方向盤輸出轉角，得到方向盤控制系統的傳遞函數，繪制出方向盤控制系統的伯德圖；基于所述伯德圖確定方向盤控制系統需要提升的相位裕度及其對應的頻率；

300：基于方向盤控制系統需要提升的相位裕度及其對應的頻率確定超前補償控制器的傳遞函數，將超前補償控制器的傳遞函數離散化，得到離散的超前補償控制器；

400：將初始方向盤轉角指令輸入所述超前補償控制器，將所述離散的超前補償控制器輸出的方向盤轉角指令輸入給方向盤執行器。

需要說明的是，伯德圖是系統頻率響應的一種圖示方法，由幅值圖和相角圖組成，兩者都按頻率的對數分度繪制。本技術方案可以通過傳遞函數進行伯德圖的繪制，并根據伯德圖從系統頻率的角度分析系統性能。

進一步，在本發明所述的用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法的步驟100中，基于輸入方向盤控制系統的指令，采集方向盤輸入轉角以及與之對應的方向盤輸出轉角。

更進一步地，在步驟100中，所述指令包括10度階躍輸入指令和幅值為10度的正弦函數輸入指令。

進一步的，在本發明所述的用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法的步驟200中，采用MATLAB根據所述方向盤輸入轉角以及與之對應的方向盤輸出轉角計算得到所述傳遞函數。

MATLAB有系統辨識工具箱，能夠根據輸入輸出數據計算得到系統的傳遞函數，或是狀態空間模型。

進一步地，在本發明所述的用于車輛方向盤控制系統的補償控制方法中，所述超前補償控制器的傳遞函數Lead為：