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原文传递基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法及系统

专利名称：	基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法及系统
摘要：	本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法及系统，包括：根据车辆在预测时域内的目标状态量和车辆当前状态量，生成参考扭矩分配策略；根据事件触发阈值检测是否触发时延补偿控制策略；在触发时延补偿控制策略时，利用系统状态空间模型预测得到未来状态量序列，以获取车辆当前时间步预测时域内的最优控制序列，并将从最优控制序列中提取的与当前时间步对应的最优控制量施加到车辆驱动系统。本发明利用电机响应快速特性，通过电机产生的扭矩来补偿发动机和液压制动系统产生的控制时延，克服了由机械、液压结构引起的控制时延现象，提高了纵向速度控制的精度和鲁棒性，降低了预测控制的计算负荷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	中山大学
发明人：	张荣辉;陈圣儒
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-04T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311133898.5
公开号：	CN117068135A
代理机构：	广州三环专利商标代理有限公司
代理人：	温玲
分类号：	B60W20/10;B60W10/08;B60W10/06;B60W10/188;B60W50/00;B;B60;B60W;B60W20;B60W10;B60W50;B60W20/10;B60W10/08;B60W10/06;B60W10/188;B60W50/00
申请人地址：	510275 广东省广州市海珠区新港西路135号
主权项：	1.一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：获取车辆在预测时域内的目标状态量，并根据所述目标状态量和车辆当前状态量，生成参考扭矩分配策略；确定事件触发阈值，并根据车辆上一时间步存储的最优控制序列，确定车辆当前时间步的历史最优状态预估序列；计算所述车辆当前状态量与所述历史最优状态预估序列之间的状态差值，根据所述事件触发阈值和所述状态差值检测是否触发时延补偿控制策略；在触发时延补偿控制策略时，利用系统状态空间模型对所述目标状态量、所述车辆当前状态量、所述参考扭矩分配策略和预先获取的车辆历史状态量进行处理，预测得到未来状态量序列；根据所述未来状态量序列，得到车辆当前时间步预测时域内的最优控制序列，并将从最优控制序列中提取的与当前时间步对应的最优控制量施加到车辆驱动系统；其中，所述车辆驱动系统包括电机驱动系统、发动机和液压制动系统。 2.如权利要求1所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于：在未触发时延补偿控制策略时，确定未触发次数，并将从车辆上一时间步存储的最优控制序列中获取的与未触发次数对应位置上的最优控制量施加到车辆驱动系统。 3.如权利要求1所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，所述事件触发阈值的计算公式为：式中，σ表示事件触发阈值；ρ表示车辆驱动系统的干扰上限值；β表示可调参数；N表示预测时域内的预测时间步数；ΔT表示采样时间；P表示系统中的损失函数的权重矩阵；表示权重矩阵的最大特征值；L表示车辆驱动系统的利普希茨常数。 4.如权利要求1所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，所述车辆当前状态量包括车辆当前的车速、发动机实际产生的力矩和液压制动系统实际产生的力矩；所述参考扭矩分配策略包括发动机的力矩命令值和液压制动系统的力矩命令值；所述系统状态空间模型具体为： e(k+1)＝Ae(k)+Bu(k)+Cu(k-3)+Du(k-4)-Aed(k)+ed(k+1) 其中，式中，e表示车辆驱动系统状态量；k表示当前时间步；A、B、C、D分别表示车辆驱动系统的状态矩阵、控制矩阵、三阶延迟矩阵和四阶延迟矩阵；u表示系统控制量；ed表示车辆驱动系统的目标状态量；ΔT表示采样时间；m表示车辆质量；r表示车轮半径；a、b、c、d表示发动机的延迟系数；τh表示液压制动系统的延迟系数；v表示车速；vd表示目标车速；Tengd表示发动机的目标力矩；Thydd表示液压制动系统的目标力矩；ueng表示发动机的力矩命令值；uhyd表示液压制动系统的力矩命令值；Tmot表示电机力矩；Teng表示发动机实际产生的力矩；Thyd表示液压制动系统实际产生的力矩。 5.如权利要求4所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，所述未来状态量序列的计算公式为：其中，式中，E表示未来状态量序列；M表示增广状态矩阵；表示增广控制矩阵；η表示增广延迟控制矩阵；H表示增广目标值矩阵；e表示车辆驱动系统的状态量；C(k)表示当前时间步的三阶延迟矩阵；U(k)表示当前时间步的控制序列；k表示当前时间步；u表示系统控制量；T表示转置符号；Oi×j表示行数为i、列数为j的零矩阵；I表示单位矩阵；N表示预测时域内的总时间步数。 6.如权利要求5所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，所述根据所述未来状态量序列，得到预测时域内的最优控制序列的步骤包括：对所述未来状态量和所述控制序列分配权重，并根据黎卡提方程和李亚普诺夫第二方法，获取损失函数；求解所述损失函数，得到预测时域内的最优控制序列。 7.如权利要求6所述的一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿方法，其特征在于，所述损失函数的表达式为： ξ＝Me(k)+ηu(k)+HEE(k) 式中，J(k)表示损失函数；ξ表示初始值替换项；ψ表示车辆驱动系统状态量的权重矩阵；表示增广控制矩阵；R表示系统控制量的权重矩阵；T表示转置符号；EE(k)表示目标值耦合矩阵。 8.一种基于事件触发的混动车纵向速度控制时延补偿系统，其特征在于，所述系统包括：扭矩分配参考模块，用于获取车辆在预测时域内的目标状态量，并根据所述目标状态量和车辆当前状态量，生成参考扭矩分配策略；事件触发检测模块，用于确定事件触发阈值，并根据车辆上一时间步存储的最优控制序列，确定车辆当前时间步的历史最优状态预估序列；计算所述车辆当前状态量与所述历史最优状态预估序列之间的状态差值，根据所述事件触发阈值和所述状态差值检测是否触发时延补偿控制策略；未来状态预测模块，用于在触发时延补偿控制策略时，利用系统状态空间模型对所述目标状态量、所述车辆当前状态量、所述参考扭矩分配策略和预先获取的车辆历史状态量进行处理，预测得到未来状态量序列；最优控制确定模块，用于根据所述未来状态量序列，得到车辆当前时间步预测时域内的最优控制序列，并将从最优控制序列中提取的与当前时间步对应的最优控制量施加到车辆驱动系统；其中，所述车辆驱动系统包括电机驱动系统、发动机和液压制动系统。 9.一种计算机设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
所属类别：	发明专利