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原文传递一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法

专利名称：	一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法
摘要：	本发明涉及一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，包括以下步骤：1)建立车辆转向系统模型，并生成转向系统的动力学特征表述；2)构建转向阻力矩估计器，该转向阻力矩估计器以车辆转向系统的转角传感器获得的真实转角值和转向执行电机的输出扭矩指令值作为输入，以计算获得的转向系统中转向阻力矩的估计值和真实转角值及其微分量的估计值作为输出；3)构建转角跟踪控制器，该转角跟踪控制器以转向阻力矩估计器的输出结果和期望转角值为输入，以计算得到的输出控制量为输出，并将输出控制量指令发送到转向执行电机，实现智能车的转角跟踪控制。与现有技术相比，本发明具有降低噪声影响、适应性高等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	同济大学
发明人：	冷搏;熊璐;余卓平;蒋椰涵
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910214609.1
公开号：	CN110077458A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	杨宏泰
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	200092 上海市杨浦区四平路1239号
主权项：	1.一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)建立车辆转向系统模型，并生成转向系统的动力学特征表述； 2)构建转向阻力矩估计器，该转向阻力矩估计器以车辆转向系统的转角传感器获得的真实转角值和转向执行电机的输出扭矩指令值作为输入，以计算获得的转向系统中转向阻力矩的估计值和真实转角值及其微分量的估计值作为输出； 3)构建转角跟踪控制器，该转角跟踪控制器以转向阻力矩估计器的输出结果和期望转角值为输入，以计算得到的输出控制量为输出，并将输出控制量指令发送到转向执行电机，实现智能车的转角跟踪控制。 2.根据权利要求1所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的车辆转向系统模型的表达式为：其中，Jw、Bw分别为转向系统等效到转向管柱处的转动惯量和阻尼系数，δs为管柱处转向轴转角，为车辆转向系统中与管柱处转向轴转角速度相关的摩擦力矩，Tsa为轮胎路面作用产生在转向主销处的力矩，ki为转向系统转向传动比，kr为转向执行电机处减速机构的减速比，Tm为转向执行电机的输出力矩。 3.根据权利要求2所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的步骤2)中，定义则转向阻力矩估计器的表达式为：其中，(k)、(k-1)分别表示第k时刻和第k-1时刻的值，e为估计误差，z3、z2、z1分别为对转向阻力矩相关项x3、真实转角值x1及真实转角值的微分量x2的估计值，β3、β2、β1分别为估计器增益参数，h为离散步长，fal为非线性构造函数，α3、α2、α1、δ分别为估计器调整参数，f(·)定义为对于自变量x，有f(x)＝-[Bwx+Tfr(x)]/Jw，u(k-1)为第k-1时刻的系统输入。 4.根据权利要求2所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的步骤3)中，转角跟踪控制器包括跟踪微分器、非线性状态误差反馈控制器和补偿控制器。 5.根据权利要求4所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的跟踪微分器的表达式为：其中，δdes为期望的转向管柱处转角，v1、v2为跟踪微分器的状态量，其分别对应转角值的过渡滤波值以及其微分项，fhan为非线性最速控制函数，h0、r0为跟踪微分器可调参数，h为离散步长。 6.根据权利要求5所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的非线性状态误差反馈控制器的表达式为：其中，ε1、ε2为状态误差，ε0为状态误差ε1的积分，u0为输出的非线性状态误差反馈控制量，c、c0、r1分别为非线性状态误差反馈控制的可调参数，h1为控制器参数。 7.根据权利要求6所述的一种基于自抗扰控制的智能车转角控制方法，其特征在于，所述的补偿控制器的表达式为： u(k)＝u0(k)-{f[z2(k)]+z3(k)}/b0 其中，b0为前馈补偿增益系数，u为经前馈补偿后的最终控制量。
所属类别：	发明专利