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原文传递一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法

专利名称：	一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法
摘要：	本发明公开了一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，属于新能源电动汽车控制领域。在该控制方法在极端工况下，可提高车辆的稳定性。主要步骤为：1，建立线性二自由度车辆动力学模型，通过模型计算车辆的理想横摆角速度，基于非连续控制技术，设计电动车主动前轮转向控制模块；2，建立观测器模块，估算控制输入中高频信号的平均值；3，建立自适应模块，根据平均值构造时变控制增益。本发明的优点：其一，车辆在极端环境下能快速自动做出应对反应，提高主动前轮转向系统的精度，减少交通事故的发生；其二，显著降低了传统终端滑模方法中的控制增益，减少了潜在的抖振问题；其三，所述控制方法结构简单，运算量小，便于实现。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	刘陆;马莉;梅珂琪;丁世宏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910128292.X
公开号：	CN109850015A
分类号：	B62D15/02(2006.01);B;B62;B62D;B62D15
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，构建含有扰动的线性二自由度车辆动力学模型，将其作为汽车运行过程中的参考模型，根据实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差，采用非连续控制技术为实际车辆模型设计主动前轮转向控制器模块；步骤2，根据实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差，构造观测器模块来估算非连续控制器中高频信号的平均值；步骤3，根据步骤2中估算的平均值，建立控制增益与外部扰动动态关系；步骤4，根据步骤3建立的动态关系构造自适应模块，为主动前轮转向控制器模块提供随扰动变化的控制增益。 2.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，所述步骤1中，线性二自由度车辆动力学模型如下：侧向动力学方程为横摆动力学方程为式中m为汽车质量，θ为质心侧偏角，r为横摆角速度，Cf为前轴侧偏刚度，Cr为后轴侧偏刚度，Iz为整车绕Z轴的转动惯量，Vx为汽车纵向速度，a,b分别为汽车质心到前后轴的距离，δf为主动前轮转向控制器的控制输入，为车轮提供一个附加转角，d(t)为包含系统不确定和外界干扰的集总扰动；理想横摆角速度rd的计算公式如下：其中有式中μ为摩擦系数，g为重力加速度，rm为理想横摆角速度的极值。 3.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，所述步骤1中，采用非连续控制技术为实际车辆模型设计主动前轮转向控制器模块设计方法如下：取实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差为 e＝r-rd 式中r为实际横摆角速度，rd为理想横摆角速度，e为两者的误差，在此基础上，取滑动变量其中0＜α＜1,β＞0为正实数，sign为符号函数；根据滑动变量，设计主动前轮转向控制器的δf为：其中k(t)为控制增益，a,b分别为汽车质心到前后轴的距离，Iz为整车绕Z轴的转动惯量，Vx为汽车纵向速度，r为横摆角速度，Cf为前轴侧偏刚度，Cr为后轴侧偏刚度。 4.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，在所述步骤2中，观测器模块为：式中λ0，λ1和λ2分别为正实数，L为观测器参数，z-1,z0和z1分别表示观测器输出，其中输出z0为观测器所估计高频信号sign(s)的平均值。 5.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，在所述步骤3中，控制增益与外部扰动动态关系的表达方法如下： k(t)·z0＝d(t) 式中k(t)为控制增益，z0为观测器所估计的高频信号sign(s)平均值，d(t)为外部集总扰动。 6.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，在所述步骤4中，自适应模块为： σ＝\|[sign(s)]av\|-h 式中ξ为自适应增益，M为正实数，σ为状态变量，h为正实数，[sign(s)]av为高频信号的平均值，k-,k+是大于零的常数，分别为增益k(t)的上界和下界，符号[x]+表示为： 7.根据权利要求6所述的自适应模块，其特征在于，根据控制增益与外部扰动的动态关系，状态变量σ定义为 σ＝\|z0\|-h 其中h为区间(0,1)中趋于1的常数，其目的在于控制平均值z0趋于1从而使得控制增益k(t)趋于扰动d(t)。 8.根据权利要求7所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，时变参数k(t)随扰动的变化而变化，且略小于干扰实际值的绝对值。
所属类别：	发明专利