一种基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法及系统.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CN107010104A(43)申请公布日2017.08.04(21)申请号201710138631.3B62D113/00(2006.01)(22)申请日2017.03.09(71)申请人合肥工业大学地址230000安徽省合肥市包河区屯溪路193号合肥工业大学(72)发明人陈无畏赵林峰王俊胡延平从光好刘彦林高晓程(74)专利代理机构合肥市长远专利代理事务所(普通合伙)34119代理人刘勇金宇平(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)B62D101/00(2006.01)B62D137/00(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图5页(54)发明名称一种基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法及系统；所述方法包括以下步骤：S1、获取车辆参考横摆角速度信息以及车辆实际行驶过程中的实际横摆角速度信息；S2、提取实际横摆角速度偏差及实际横摆角速度偏差的导数并组成特征状态；S3、建立滑模控制器，并基于可拓理论的可拓集合对滑模控制器在不同值域内进行拓展设计，以建立全域范围内的可拓滑模控制器；S4、根据特征状态对可拓集合进行划分，且计算出不同集合状态下的可拓控制的关联函数，并根据关联函数划分测度模式，为不同测度模式分配控制策略；S5、根据可拓滑模控制器在不同测度模式下输出车辆理想前轮转角，并使车辆实际前轮转角跟踪车辆理想前轮转角。CN107010104ACN107010104A权利要求书1/5页1.一种基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取车辆参考横摆角速度信息以及车辆实际行驶过程中的实际横摆角速度信息；S2、根据参考横摆角速度信息以及实际横摆角速度信息提取实际横摆角速度偏差及实际横摆角速度偏差的导数，并将实际横摆角速度偏差及实际横摆角速度偏差的导数组成特征状态；S3、建立滑模控制器，并基于可拓理论的可拓集合对滑模控制器在不同值域内进行拓展设计，以建立全域范围内的可拓滑模控制器；S4、根据特征状态对可拓集合进行划分，且计算出不同集合状态下的可拓控制的关联函数，并根据关联函数划分测度模式，为不同测度模式分配控制策略；S5、根据可拓滑模控制器在不同测度模式下输出车辆理想前轮转角，并使车辆实际前轮转角跟踪车辆理想前轮转角。2.根据权利要求1所述的基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括：根据汽车二自由度参考模型获取车辆参考横摆角速度信息；汽车二自由度参考模型如下：其中，β为质心侧偏角，ωr为横摆角速度，δf为前轮转角，V为车速，m为车辆的整车质量，Iz为车辆绕z轴的转动惯量，lf为质心到车辆前轴的距离，lr为质心到车辆后轴的距离，Ci为轮胎侧偏刚度且i＝1,2，a11＝(C1+C2)/(m*V)，2a12＝(lf*C1-lr*C2)/(m*V)-1，a21＝(lf*C1-lr*C2)/Iz，22a22＝(lf*C1+lr*C2)/(Iz*V)，b11＝-C1/(m*V)，b21＝-lf*C1/Iz；根据上述汽车二自由度参考模型得出车辆参考横摆角速度其中，L＝lf+lr。3.根据权利要求2所述的基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：对参考横摆角速度信息ωrd以及实际横摆角速度ωr进行差值计算得到实际横摆角速度偏差e，其中，e＝ωrd-ωr；再计算出实际横摆角速度偏差e的导数并组成特征状态4.根据权利要求3所述的基于可拓滑模线控车辆行驶稳定性控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：S31、定义误差平面为切换面s＝e，误差平面即为滑模平面；当到达滑模平面时，系统进入滑动模态状态，系统的动态特性由滑模切换函数决定，即其中，λ为常数；S32、将代入汽车二自由度参考模型得出：2CN107010104A权利要求书2/5页则滑模控制器输出量优选地，系统采用指数趋近律作为滑模趋近律，所述指数趋近律为uh＝-ε·sgn(s)；其中，sgn(s)为符号函数，ε为滑模控制器的设计参数且ε＞0；滑模可达性条件为：其中，η＞0；优选地，系统采用饱和函数sat(s)来代替不连续性函数sgn(s)，其中，则滑模控制器最终输出为：S33、根据特征状态将可拓集合划分为经典域、可拓域和非域；将参考横摆角速度与实际横摆角速度的偏差e作为横坐标，将参考横摆角速度与实际横摆角速度的偏差的导数作为纵坐标，将参考横摆角速度与实际横摆角速度的偏差以及参考横摆角速度与实际横摆角速度的偏差的微分的容许范围设定为eom和则系统可调的最大偏差为em、偏差微分为5.根据权利要求4所述的基于可拓滑模线控车辆行驶