一种基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103057436A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103057436103057436A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201210579811.2(22)申请日2012.12.27(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人张政许建张东升王晶李翔(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人汪人和(51)Int.Cl.B60L15/32(2006.01)B60L15/20(2006.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书10页说明书10页附图3页附图3页(54)发明名称一种基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，以横摆力矩电子控制单元作为独立驱动电动汽车的各电机协调控制器，横摆力矩电子控制单元通过状态观测与测量模块实时获取驾驶员转向意图与行驶状态；运用基于多智能体的强化学习Q算法得到独立驱动电动汽车的四轮所需的转矩调整动作序列；多智能体将动作序列发送给独立驱动电动汽车的各驱动电机控制器，并结合车辆的速度要求，发送指令给各驱动电机执行所得到的动作序列，产生所需的横摆力矩，校正车辆的姿态。本发明通过驱动力控制中避免了制动过程的能量消耗，同时较好地处理了系统中存在的非线性因素，保证转向的稳定性。CN103057436ACN1035746ACN103057436A权利要求书1/4页1.一种基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，包括以下操作：1）以横摆力矩电子控制单元作为独立驱动电动汽车的各电机协调控制器，横摆力矩电子控制单元通过状态观测与测量模块实时获取驾驶员转向意图与行驶状态；2）横摆力矩电子控制单元分析采集来的信号，获取车辆行驶状态，计算实际和需求的横摆角速度的误差以及实际与需求的车辆质心侧偏角的误差Δβ，然后运用基于多智能体的强化学习Q算法得到独立驱动电动汽车的四轮所需的转矩调整动作序列；3）多智能体将动作序列发送给独立驱动电动汽车的各驱动电机控制器，并结合车辆的速度要求，发送指令给各驱动电机执行所得到的动作序列，产生所需的横摆力矩，校正车辆的姿态。2.如权利要求1所述的基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，所述的状态观测与测量模块、横摆力矩电子控制单元和电机控制器之间均通过CAN通信模块传递控制过程所需的信号。3.如权利要求1所述的基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，所述的驾驶员意图输入包括：δ为车轮转角，以左转为正，信号来自转角位移传感器；u为车辆纵向速度，信号来自纵向速度传感器，为横摆角速度来自横摆角速度传感器；β为质心侧偏角，通过车辆模型估计车辆纵向速度u和车辆侧向速度v得到，当质心侧偏角和横摆角速度计算值超过最大值时，取各自的最大值作为其估计值，质心侧偏角和横摆角速度的最大值按以下公式取：aymax为侧向加速度最大值。4.如权利要求1所述的基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，以前进方向产生左转的横摆角速度为正，以从车辆上方俯视逆时针为力矩正方向，车辆的不稳定姿态判断如下：1）δ>0，左转，左轮为内轮，过度转向，需求负的横摆力矩；2）δ>0，左转，左轮为内轮，不足转向，需求正的横摆力矩；3）δ<0，右转，右轮为内轮，过度转向，需求正的横摆力矩；4）δ<0，右转，右轮为内轮，不足转向，需求负的横摆力矩；2CN103057436A权利要求书2/4页其中，δ为转向角，为横摆角速度偏差，为横摆角速度，为期望横摆角速度；当不足转向时，增加外前轮同时减少内后轮的驱动力，当过度转向时，减少外前轮同时增加内后轮的驱动力，对回复稳态转向的贡献最大。5.如权利要求1所述的基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，所述的期望质心侧偏角为βd，期望横摆角速度为其中，为车轮转角δ和车速u的函数：式中K为车辆的不足转向系数m为车辆质量，a为车辆质心到前轴距离，b为车辆质心到后轴距离，L=a+b为前后轴距，k1为前轮轮胎侧偏刚度，k2为后轮轮胎侧偏刚度，μs为车辆侧向附着系数；期望质心侧偏角控制在尽可能小的范围内，取βd=0。6.如权利要求1所述的基于多智能体的独立驱动电动汽车横摆力矩控制方法，其特征在于，为产生横摆力矩，左右侧的驱动力需要差动驱动，四轮驱动力的变化记ΔFxi,则四轮*校正后实际所需的驱动力为Fxi=Fxi+ΔFxi；其中i＝1,2,3,4分别代表左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，以车辆前进方向为正；在横摆力矩电子控制单元获取车辆信息后，采用基于多智能体的强化学习Q算法计算出不同状态下所需的Δ