车辆自动驾驶的转向角度控制方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114248841A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111447513.3(22)申请日2021.11.30(71)申请人际络科技（上海）有限公司地址202150上海市崇明区长兴镇江南大道1333弄11号楼001室4座(72)发明人白洋张立永周尚万(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人么立双(51)Int.Cl.B62D6/00(2006.01)B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称车辆自动驾驶的转向角度控制方法和系统(57)摘要本发明提供一种车辆自动驾驶的转向角度控制方法和系统，方法包括：基于控制器的请求转向角度和车辆当前角度的偏差，角度PID控制闭环计算出目标转速；基于目标转速和车辆转向系统的电机当前转速的偏差，转速PID控制闭环计算出第一扭矩值；前馈控制模块将目标转速与电机当前状态相对比，计算出第二扭矩值；第一扭矩值和第二扭矩值的和，经滤波计算出第三扭矩值；第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值求和后得到输出扭矩值，电机基于输出扭矩值操控车辆转向。通过角度和角速度的两级PID控制结合前馈控制模块进行前馈补偿，借助滤波计算相辅助，使角度控制响应平顺、无毛刺、无凸台，稳定性强、响应准确、控制精度高和实际鲁棒性好。CN114248841ACN114248841A权利要求书1/2页1.一种车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，包括：基于车辆控制器发出的请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差，经角度PID控制闭环计算得出目标转速；基于所述目标转速和车辆转向系统的电机当前转速之间的转速偏差，经转速PID控制闭环计算得出第一扭矩值；利用前馈控制模块将所述目标转速与电机的当前状态相对比，计算得出第二扭矩值；基于所述第一扭矩值和第二扭矩值的和，经滤波计算得出第三扭矩值；所述第一扭矩值、第二扭矩值和第三扭矩值求和后得到输出扭矩值，所述车辆转向系统的电机基于所述输出扭矩值操控车辆转向。2.根据权利要求1所述的车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，所述经角度PID控制闭环计算得出目标转速的步骤，具体包括：角度控制比例环节，根据所述请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差，通过查表对应出角度控制比例增益大小，所述角度控制比例增益大小乘以角度控制比例增益系数，同时结合所述请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差方向，以输出角度控制比例环节的转速；角度控制积分环节，根据所述请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差，乘以角度控制积分增益系数后通过角度控制积分器进行积分运算后输出角度控制积分环节的转速；角度控制微分环节，根据所述请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差，利用角度控制微分器进行微分计算后，再经由均值滤波后乘以角度控制微分增益系数后得出角度控制微分环节的转速；所述角度控制比例环节的转速、角度控制积分环节的转速以及角度控制微分环节的转速之和为所述目标转速。3.根据权利要求2所述的车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，所述角度控制比例环节中，所述请求转向角度和车辆当前角度之间的角度偏差值经由绝对值计算后再查表。4.根据权利要求1‑3任一项所述的车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，所述经转速PID控制闭环计算得出第一扭矩值的步骤，具体包括：转速控制积分环节，根据所述目标转速和车辆转向系统的电机当前转速之间的转速偏差，乘以转速控制比例增益系数，以输出转速控制比例环节的扭矩值；转速控制积分环节，根据所述目标转速和车辆转向系统的电机当前转速之间的转速偏差，乘以转速控制积分增益系数后通过转速控制积分器进行积分运算后输出转速控制积分环节的扭矩值；转速控制微分环节，根据所述目标转速和车辆转向系统的电机当前转速之间的转速偏差，利用转速控制微分器进行微分计算后，再经由均值滤波后乘以转速控制微分增益系数后得出转速控制微分环节的扭矩值；所述转速控制比例环节的扭矩值、转速控制积分环节的扭矩值以及转速控制微分环节的扭矩值之和为所述第一扭矩值。5.根据权利要求1‑3任一项所述的车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，所2CN114248841A权利要求书2/2页述利用前馈控制模块将所述目标转速与车辆转向系统的电机的当前状态相对比，计算得出第二扭矩值的步骤，具体包括：若所述电机未转动，根据所述目标转速经由第一滤波器计算后乘以前馈系数得到所述第二扭矩；若所述电机正在转动，根据所述电机转速和目标转速的大小利用查表的方式得到所述第二扭矩。6.根据权利要求1‑3任一项所述的车辆自动驾驶的转向角度控制方法，其特征在于，所述目标转速的信号经过输出过大限制和变化率过大限制后再经转速PID控制