1.一种车辆自适应变速巡航过程车间距控制方法,其特征在于:所述控制方法包括如下步骤:
1)、建立车辆自适应变速巡航过程三阶连续时间动力学模型,参见式(1):其中,变量t表示时间;x1(t)、x2(t)和x3(t)分别表示在t时刻前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度;u(t)表示在t时刻本车的命令加速度;w(t)表示在t时刻前车的实际加速度;参数h和σ分别为车头时距和时间常数;考虑模型式(1),定义车辆自适应变速巡航过程的状态列向量x=[x1 x2 x3]T,其中,符号T表示向量的转置;
2)、定义相对车间距控制偏差的积分信号q(t),参见式(2):其中,符号s表示积分器内的积分变量;积分信号q(t)表示本车在t时刻相对车间距控制偏差的累积偏差;yr(t)表示本车在t时刻的期望相对车间距偏差;积分器的输入是相对车间距偏差信号,参见式(3):其中, 表示累计相对车间距偏差对时间变量的一阶导数;
3)、结合式(1)和式(3),建立车辆自适应变速巡航过程状态空间扰动扩展数学模型,参见式(4):
4)、给定5个参数R1、R2、R3、R4和R5,定义车辆自适应变速巡航过程车间距控制函数,参见式(5):u(t)=-[k1 k2 k3]x(t)-k4q(t) (5)其中,系数k1、k2、k3和k4为控制器的增益;令行向量K=[k1 k2 k3 k4]为增益向量,将通过MatLab命令函数lqr计算,参见式(6):K=lqr(A,B,Q,R5) (6)
其中,增广矩阵 和
5)、在线测量当前时刻前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度,根据方程式(5)实时计算车辆自适应变速巡航过程车间距控制量u(t),驱动本车跟踪前车运动状态;在下一个控制周期时,重新在线测量前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度,如此周而复始,实现本车高实时性和准确性的车辆自适应变速巡航过程车间距控制。