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原文传递改进的自适应巡航下层控制设计方法

专利名称：	改进的自适应巡航下层控制设计方法
摘要：	本发明涉及一种改进的自适应巡航下层控制设计方法，包括驱动控制、制动控制、驱动与制动控制切换逻辑、自适应巡航下层控制器的非线性补偿设计。本发明采用模糊PID校正补偿器，以期望加速度和实际加速度的偏差量和偏差量的变化值作为模糊控制器的输入，输出为PID校正器的输入值，通过模糊控制对PID控制参数实时调整，对下层控制中逆纵向动力学模型非线性特性进行补偿，最终可实现对车辆自适应巡航系统下层控制器对上层控制器的期望加速度的跟踪效果的优化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	台州学院
发明人：	张勇超;杨洋;孙涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910456545.6
公开号：	CN110155052A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	王晶
分类号：	B60W30/14(2006.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	318001 浙江省台州市市府大道1139号
主权项：	1.一种改进的自适应巡航下层控制设计方法，其特征在于：采用的下层控制器设计中，期望加速度ades经过驱动和制动控制切换逻辑，判断此时需要踩下油门还是制动，然后通过驱动力计算或制动力计算转化为期望的车辆节气门开度αthrottle或者制动压力Pbrake，然后才能输入被控车辆中，实现车辆的加速、减速的行驶，从而实现车辆的纵向自适应巡航控制功能，具体步骤包括： 1)驱动控制当车辆进行加速驱动控制时，需要将控制器计算得到的期望加速度ades转换为节气门开度，建立汽车行驶动力学方程：式(1)中，m为整车质量，Ft为发动机提供的驱动力，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，取0.8，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，ρ为空气密度，v为车辆的行驶速度，θ为道路坡度角。在忽略车辆纵向动力学中的传动系弹性变形时，可得到被控车辆的驱动力Ft为：式(2)中Te为发动机的输出扭矩，η为传动系统的机械效率，τ为液力变矩器传动比，该传动比与转速相关，ig为变速器的传动比，与档位相关，im为主减速器传动比，rtire为车轮的有效半径；由以上表达式，可将期望加速度转换成期望的发动机扭矩Tdes：从Carsim所提供的发动机转矩特性曲线图，得知发动机期望扭矩Tdes和发动机转速ωe，即可得到当前所需的节气门开度αthrottle，函数表达式f可表示为： αthrottle＝f(Tdes,ωe) (4) 2)制动控制当车辆进行减速制动控制时，需要将控制器计算得到的期望加速度ades转换为对应的制动力Fbrake，然后再将制动压力Fbrake转换成车轮的制动压力Pdes；在制动过程中，设定发动机不输出动力，被控车辆的制动时动力学方程为： mades＝Fbrake-KbrakePdes (5) 式(5)中，Kbrake为制动控制系数，取1300；由上式得到制动压力的计算表达式为： 3)驱动与制动控制切换逻辑根据驾驶员在实际驾驶过程中，不会同时进行加速和制动操作，建立驱动与制动控制切换逻辑；通过车辆滑行试验确定切换逻辑曲线，并且在曲线上下两侧设置宽度为h＝0.05m/s2的缓冲区，避免油门和制动频繁切换，减低驾驶员驾驶疲劳强度，改善驾驶舒适性；当车辆的期望加速度在曲线上方时，进行驱动控制，当期望加速度在曲线下方时，进行制动控制，期望加速度在缓冲区时，保持车辆当前状态，既不进行驱动控制，也不进行制动； 4)自适应巡航下层控制器的非线性补偿设计采用基于模糊PID算法对加速度校正器进行设计，首先设计一个模糊控制器，输入是期望加速度和实际加速度的偏差E和当前偏差量与前一时刻的偏差量的差值EC，输出为PID控制器的输入参数，并只考虑比例和积分单元，即模糊控制器的输出设置为比例参数kp和积分参数ki，模糊控制中的参数隶属度函数为最小值和最大值区间采用梯形隶属度函数，其余区间采用三角形隶属度函数；偏差E和偏差变化率EC由小至大设为5个集合；输出kp、ki也由小至大设置为5个集合；将模糊控制器的输出参数再输入到加速度PI校正器中，对期望加速度进行补偿，实现具有闭环输入输出特性的被控系统。
所属类别：	发明专利