[發(fā)明專利]基于控制輸入飽和的滑模控制方法、裝置和可讀存儲介質(zhì)

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• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116534008A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建琴;彭鐘鐘
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波均勝智能汽車技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: B60W30/16
• 分類號: B60W30/16;B60W50/00;B60W40/10;B60W40/105;G06F17/11
• 代理公司: 浙江中桓凱通專利代理有限公司 33376
• 代理人: 周寧東

本發(fā)明提供了一種基于控制輸入飽和的滑模控制方法、裝置和可讀存儲介質(zhì)，基于控制輸入飽和的滑模控制方法包括：獲取目標(biāo)車輛的第一車輛參數(shù)；獲取本車的第二車輛參數(shù)；通過第一車輛參數(shù)和第二車輛參數(shù)得到目標(biāo)車輛和本車之間的相對參數(shù)；通過第一車輛參數(shù)和第二車輛參數(shù)和相對參數(shù)建立車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)方程；通過第二車輛參數(shù)和運(yùn)動學(xué)方程建立飽和函數(shù)；根據(jù)飽和函數(shù)建立輔助系統(tǒng)，通過輔助系統(tǒng)輸出第一控制信號；根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程和第一控制信號建立滑模控制器，并通過滑模控制器輸出第二控制信號，使本車進(jìn)行速度控制以控制與目標(biāo)車輛的車距。本發(fā)明實(shí)施例在控制輸入限制條件下實(shí)現(xiàn)有效的控制算法設(shè)計(jì)，使車輛行駛更穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于控制輸入飽和的滑模控制方法、裝置和可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

自適應(yīng)巡航控制作為主動安全技術(shù)領(lǐng)域中非常重要的一項(xiàng)功能，在傳統(tǒng)定速巡航基礎(chǔ)上結(jié)合了車距保持功能，主車(被控車輛)利用距離傳感器(如雷達(dá)、激光雷達(dá)、視覺)監(jiān)測前方車輛的運(yùn)動，將跟蹤誤差作為反饋來調(diào)節(jié)主車的縱向速度。

通過對現(xiàn)有車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)安全車間距控制方法的文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)安全車間距控制方法主要有：滑模巡航車間距控制、動態(tài)規(guī)劃巡航車間距控制、模型預(yù)測巡航車間距控制、模糊邏輯巡航車間距控制和基于數(shù)據(jù)的巡航車間距控制。在大多數(shù)控制算法的設(shè)計(jì)中，都沒有主動考慮控制輸入受限的的情況，而在實(shí)際中，由于執(zhí)行器的限制(自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中舒適性的要求)，控制輸入的大小通常有一定的限制，因此如何在控制輸入限制條件下實(shí)現(xiàn)有效的控制算法設(shè)計(jì)是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于控制輸入飽和的滑模控制方法、裝置和可讀存儲介質(zhì)，在控制輸入限制條件下實(shí)現(xiàn)有效的控制算法設(shè)計(jì)，使車輛行駛更穩(wěn)定。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于控制輸入飽和的滑模控制方法，其特征在于，包括：獲取目標(biāo)車輛的第一車輛參數(shù)；獲取本車的第二車輛參數(shù)；通過第一車輛參數(shù)和第二車輛參數(shù)得到目標(biāo)車輛和本車之間的相對參數(shù)；通過第一車輛參數(shù)和第二車輛參數(shù)和相對參數(shù)建立車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)方程；通過第二車輛參數(shù)和運(yùn)動學(xué)方程建立飽和函數(shù)；根據(jù)飽和函數(shù)建立輔助系統(tǒng)，通過輔助系統(tǒng)輸出第一控制信號；根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程和第一控制信號建立滑模控制器，并通過滑模控制器輸出第二控制信號，使本車進(jìn)行速度控制以控制與目標(biāo)車輛的車距。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過設(shè)置獲取目標(biāo)車輛和本車的車輛參數(shù)，同時獲取目標(biāo)車輛和本車之間的相對參數(shù)來進(jìn)行建立車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)方程，同時建立飽和函數(shù)來對車輛的參數(shù)進(jìn)行控制，再通過飽和函數(shù)建立輔助系統(tǒng)，來對車輛的參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，在設(shè)置根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程和第一控制信號建立滑模控制器，并通過滑模控制器輸出第二控制信號，使本車進(jìn)行速度控制以控制與目標(biāo)車輛的車距，使能通過滑模控制器來對本車的輸出控制進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航車輛的車距控制。這種主動考慮控制輸入飽和的方法，能夠有效避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)、行駛舒適性等約束對控制系統(tǒng)性能的影響，可以使得交通更加穩(wěn)定。

在本發(fā)明的一個實(shí)例中，還包括：第一車輛參數(shù)至少包括目標(biāo)車輛的加速度和位置；第二車輛參數(shù)至少包括本車的加速度和位置；相對參數(shù)至少包括目標(biāo)車輛與本車之間的相對距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過設(shè)置第一車輛參數(shù)至少包括目標(biāo)車輛的加速度和位置；第二車輛參數(shù)至少包括本車的加速度和位置，使能通過目標(biāo)車輛和本車的實(shí)時狀態(tài)來進(jìn)行控制本車的運(yùn)行狀態(tài)，同時通過實(shí)時狀態(tài)來進(jìn)行輸入控制能保障本車在自適應(yīng)巡航中的安全，根據(jù)實(shí)際的環(huán)境情況和相對情況來控制，使控制更加實(shí)用和安全，同時設(shè)置相對參數(shù)至少包括目標(biāo)車輛與本車之間的相對距離，使本車在自適應(yīng)巡航中始終能保障與目標(biāo)車輛之間的安全距離，保障本車的行駛安全，提高了實(shí)用性和智能化程度。