一种车辆的自适应巡航滑模控制方法.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CN113696892A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110930961.2(22)申请日2021.08.13(71)申请人浙江零跑科技股份有限公司地址310051浙江省杭州市滨江区物联网街451号1楼、6楼(72)发明人胡凯(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人刘正君(51)Int.Cl.B60W30/16(2020.01)B60W30/165(2020.01)B60W40/10(2012.01)B60W40/107(2012.01)权利要求书4页说明书12页附图2页(54)发明名称一种车辆的自适应巡航滑模控制方法(57)摘要本发明公开了一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，包括以下步骤：根据主车与目标车数据构建坐标系；根据坐标系进行控制区域划分；设定滑模控制面的切换函数和趋近率；进行各个控制区域的参数设置；计算各控制区域的加减速度；优化区域划分并进行加减速度调整。上述技术方案采用滑模控制的自适应巡航兼顾了快速响应和鲁棒性的要求，并不依赖于非线性系统模型，设计的滑模运动坐标系，覆盖了时距控制的所有工况，坐标系的区域分区和不同分区的参数设置适配了不同区域的物理特性，Follow区域的设定和计算方式在一定程度上避免了滑模控制抖振现象，各个分区的权重计算方式，使得各个区域的切换面上更加平滑顺畅。CN113696892ACN113696892A权利要求书1/4页1.一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据主车与目标车数据构建坐标系；S2根据坐标系进行控制区域划分；S3设定滑模控制面的切换函数和趋近率；S4进行各个控制区域的参数设置；S5计算各控制区域的加减速度；S6优化区域划分并进行加减速度调整。2.根据权利要求1所述的一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，其特征在于，所述步骤S1根据主车与目标车数据构建坐标系具体包括：横坐标ΔR＝期望目标车与主车车距‑实际目标车与主车车距，纵坐标RR＝主车车速‑目标车车速。3.根据权利要求2所述的一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，其特征在于，所述步骤S2控制区域划分为5个区域，每个区域各自有一套调整参数来计算期望加减速度，具体包括：第一象限：主车车速>目标车车速，期望车距>实际车距,主车应作相应的减速来保持距离和速度，此区域定义为AboveCatchUp区域；第二象限：主车车速>目标车车速，期望车距<实际车距,主车应加速或减速保持车距和速度，此区域定义为OverShoot区域；第三象限：主车车速<目标车车速，期望车距<实际车距,主车应加速来保持车距和车速，此区域定义为FallBack区域；第四象限：主车车速<目标车车速，期望车距>实际车距,主车应加速或减速来保持车距和速度，此区域定义为CatchUp区域；滑膜面：以fo_width为横轴轴长，fo_height为纵轴轴长作小椭圆，(1+scale2)*fo_width为横轴轴长，(1+scale1)*fo_height为纵轴轴长作大椭圆；以fo_width＝0.5为横轴轴长，fo_height＝0.8为纵轴轴长作小椭圆，1.8*fo_width为横轴轴长，1.2*fo_height为纵轴轴长作大椭圆。4.根据权利要求1所述的一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，其特征在于，所述步骤S3设定滑模控制面的切换函数为：S＝α1ΔR+α2RR(1)式中α1，α2为控制常数，ΔR＝期望目标车与主车车距‑实际目标车与主车车距，RR＝主车车速‑目标车车速，滑模控制的控制方向为将S向0靠近，S＝0即为所期望的控制状态，即滑膜面；根据变结构滑模控制理论，所选的趋近率需满足全局到达条件：SS‘≤0，即选取一般趋近率：其中K1，K2为常数项系数。5.根据权利要求4所述的一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，其特征在于，所述步骤2CN113696892A权利要求书2/4页S4首先进行总体参数设置：将式(1)求导得：式中Aego_req为本车期望的加减速值，Alead为目标车加减速度，α1，α2为控制参数，标定量；将等速趋近率代入(1)式得：式中μ为常数将第一部分看作是加速度值，即得到则引入a_lb为加速度值，a_lb为标定量；将第二部分看作是加速度值，且代入得到引入v_lb为速度值，v_lb为标定量；第三部分Alead为目标加速度值；将一般趋近率代入切换方程得到期望加速度的值为：式中K1，K2为常数部分与变量RR成反比，看作是将RR消除的比例控制，v_lb的值越大，控制越平缓；Alead项为目标前车加速度，需要对感知端输出的目标加速度值作相应的滤波处理，防止目标加速度的跳变导致滑模控制的跳变；部分中的范围在[‑π/2,π/2]之间，与S