基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向控制方法.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CN107284519A(43)申请公布日2017.10.24(21)申请号201710406612.4(22)申请日2017.06.02(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人王海李正浩陈睿智郁明姜苍华(74)专利代理机构合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)34118代理人王挺(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D113/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称动，得到理想前轮转角δ′f。基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向系统控制方法，步骤包括实时采集前轮转角δf和方向盘转动参考角θhr，定义跟踪误差e为前轮转角δf和方向盘转动参考角θhr的差值，并通过一阶微分计算得到和接着将e和输入终端滑模平面进行计算得到终端滑模变量s，然后对δf、和s进行自适应律计算得到汽车线控转向系统不确定参数和扰动值的上界估计值和汽车线控转向系统参数标称值相关变量并将其与δf、s、一同作为输入量输入到自适应终端滑模控制器中进行计算，得到自适应终端滑模控制器输出u，最后将u传送到转向电机伺服驱动器CN107284519A中给线控转向设备发送电压指令，控制车轮转CN107284519A权利要求书1/3页1.一种基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向控制方法，包括前轮转角δf和方向盘转角θh的实时信号采集，其特征在于，主要步骤如下：步骤1，令汽车线控转向系统的伺服驱动器运行在转矩控制模式，实时采集前轮转角δf和方向盘转角θh；步骤2，根据步骤1所得的前轮转角δf和方向盘转角θh，定义跟踪误差e＝δf-θhr，其中θhr为方向盘转动参考角，Nθ是方向盘转角θh和前轮转角δf之间的比例因子；步骤3，将步骤1采集到的前轮转角δf通过一阶微分得到前轮转角角速度将步骤2得到的跟踪误差e通过一阶微分得到跟踪误差一阶微分值步骤4，将步骤2得到的跟踪误差e、步骤3得到的跟踪误差一阶微分值给到终端滑模平面上，得到终端滑模变量s；所述终端滑模变量s被定义为：且2q>p式中，λ为终端滑模参数1且它是一个正数，q为终端滑模参数2且它是一个正奇数，p为终端滑模参数3且它是一个正奇数；步骤5，首先给定二个汽车线控转向系统参数标称值并分别记为汽车线控转向系统参数标称值a、汽车线控转向系统参数标称值b，然后，对汽车线控转向系统参数标称值a通过一阶微分得到一阶微分值并将一阶微分值的上界值记为ρ，即步骤6，将步骤1得到的前轮转角δf、步骤3得到的前轮转角角速度和跟踪误差一阶微分值步骤4得到的终端滑模变量s通过自适应律得到汽车线控转向系统不确定参数和扰动值τfea的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值a的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值b的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值a的一阶微分值的上界值ρ的估计值步骤7，将步骤1得到的前轮转角δf、步骤2得到的跟踪误差一阶微分值步骤4得到的终端滑模变量s、步骤6得到的汽车线控转向系统不确定参数和扰动值τfea的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值a的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值b的上界估计值汽车线控转向系统参数标称值a的一阶微分值的上界估计值作为输入变量输入到自适应终端滑模控制器中，得到控制器输出信号u；u＝us-k1sign(s)-k2s式中，k1为终端滑模控制器趋近律参数1且是一个正数；k2为终端滑模控制器趋近律参数2且是一个正数；2CN107284519A权利要求书2/3页us为终端滑模控制器中间控制律，其表达式为：式中，sat(s)为饱和函数，表达式为δ表示终端滑模边界层厚度，为方向盘转动参考角的角加速度的上界值；步骤8，将步骤7中的控制器输出信号u传送到转向电机伺服驱动器中给汽车线控转向设备发送电压指令，控制车轮转动，得到理想前轮转角δ′f。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向控制方法，其特征在于，步骤1所述实时采集的采样周期为T＝10ms。3.根据权利要求1所述的一种基于自适应终端滑模控制的汽车线控转向控制方法，其特征在于，步骤6所述汽车线控转向系统不确定参数和扰动值τfea的上界估计值的表达式如下：式中，为汽车线控转向系统不确定参数和扰动值的上界估计值的系数1，其表达式为其中，为的一阶微分值，其表达式为η1为自适应律调整比例参数1且是一个正数，σc0为汽车线控转向系统不确定参数和扰动值的上界估计值的系数1即的终端滑模变量调整参数，且σc0>0；为汽车线控转向系统不确定参数和扰动值的上界估计值的系数2，其表达式为其中，为一