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专利号: 2019108899210
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于模糊自适应PID控制的智能车辆抗侧风控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)在车辆高速行驶遇侧风干扰时,根据方向盘转角传感器获得车辆前轮转角,根据测速器获得车辆实际行驶速度,从而获得车辆理想跟踪模型的期望横摆角速度和质心侧偏角,基于此进行路线规划,获得车辆的目标路线;

(2)根据车辆行驶状态传感器测量的车辆模型的当前状态,将车辆当前状态与目标路线进行对比,获得车辆的横摆角速度以及质心侧偏角误差;

(3)根据车辆的横摆角速度和质心侧偏角误差,获得相应的误差变化率;

(4)根据误差和误差变化率,模糊控制器获得PID控制器的三个参数KP、Ki、Kd;

a.当偏差e较大时,为了加快系统的响应速度,将KP和Kd设定为较大值;同时,Ki较小可以避免系统响应出现较大超调;

b.当偏差e和变化率ec中等时,为了降低系统响应的超调量同时保证系统一定的响应速度,KP取较小值;同时,Kd取小一些,Ki取适当值;

c.当偏差e较小时,为了提高控制系统稳态性能,KP,Ki取大值;同时,取一个适当的Kd降低输出响应在稳态值附近振荡,并提高控制系统的抗干扰能力;

(5)基于模糊控制器所获得PID控制器的三个参数KP、Ki、Kd,PID控制器获得并确定车轮转角控制量;计算所需要的车轮转角控制量的方法为:δr=Kbδf+u(t)

其中:u(t)为控制器反馈控制量,Kp为比例系数,Ki为积分系数,Kd为微分系数,e(t)为t时刻的横摆角速度以及质心侧偏角误差值;Kb为前馈比例控制系数;δr为后轮转角;δf为前轮转角;

(6)再将车轮转角控制量发送给转向电机,以使转向电机根据车轮转角控制量向转向柱施加转向力矩完成车辆转向,以此来控制轮胎的侧向力;

(7)重复步骤(1)‑(6),完成车辆侧风控制。

2.如权利要求1所述的一种基于模糊自适应PID控制的智能车辆抗侧风控制方法的装置,其特征在于,它包括以下控制装置:①对比单元:用于根据前轮转角及车速等车身状态进行路线规划,获得车辆的理想横摆角速度和质心侧偏角;再根据执行单元将执行机构作用于车辆模型,获得实际车身状态,并与车辆理想跟踪模型的车身状态进行对比,获得车辆的横摆角速度和质心侧偏角误差;

②控制单元:包括模糊控制器、PID控制器;

模糊控制器:用于根据车辆当前状态与车辆理想状态得到的质心侧偏角和横摆角速度的偏差及偏差变化率,获得PID控制器的三个参数KP、Ki、Kd;

PID控制器:用于根据模糊控制器的输出KP、Ki、Kd,获得车辆车轮转角的控制量;

③执行单元:用于将控制单元确定的车轮转角控制量发送给转向电机控制器,使转向电机控制器根据车轮转角控制量向转向柱施加转向力矩完成车轮转向,实现侧风控制。