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专利号: 2019111280827
申请人: 浙江工业大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种弯道自适应巡航算法,其特征在于建立如下纵向跟驰模型:Δd=ddes-d,ddes=vhT0+d0,Δv=vp-vh        (1)实际加速度和期望加速度存在时延

其中,ddes为理想车距,d为实际车距,T0为安全车头时距,d0为最小安全车距,vh为本车速度,vp为前车加速度,ah为本车实际加速度,ap为前车加速度,作为扰动量;

x=[Δd Δv ah]T u=ades ω=ap               (4)性能指标和约束

跟踪性能Δd>0目标d→ddesΔv→0驾驶舒适性Jmin≤|Δu(k)|≤Jmax J为加加速度燃油经济性amin≤ah(k)≤amax、|u(k)min|≤|u(k)|≤|u(k)max|Q、R是权重系数;

P为预测步长,m为控制步长;

yp(k+i|k)为控制输出预测值,(k+i|k)表示根据k采样时刻的信息来预测k+i时刻的值,u(k+i)和Δu(k+i)分别是k+i时刻控制输入和控制输入增量。

2.根据权利要求1所述的弯道自适应巡航算法,其特征在于建立如下横向模型:考虑了车辆横向、横摆运动,忽略车辆的悬架系统的影响,并假设车辆左右两侧完全对称,采用线性轮胎模型,忽略质心侧偏角对汽车的影响,建立了二自由度车辆模型:其中,vx、vy是车辆纵向速度和横向速度,m为整车质量,ωz为车辆的横摆角速度,δ为前轮转角,Jz为车辆绕z轴的转动惯量,Fxf、Fxr分别是前后轮纵向力,Fyf、Fyr分别是前后轮侧向力;a、b为质心到前后轴的距离;

假设转弯半径足够大,对车辆进行路径跟踪,考虑了车辆的横向误差和横摆角误差,设计了理想横摆角并建立了道路误差的横向车辆动力学模型;

其中:R为弯道曲率,ωd、ayd为理想横摆角速度和角加速度,ωd为理想横摆角速度;Δy相对位置误差,yd为期望轨迹;

其中,Kaf、Kar为前后轮侧偏刚度,f为前后轮滚动阻力系数,a、b为质心到前后轴的距离这是一个2输入2输出的系统,控制目标Y→0;

使用ADRC自抗扰控制解耦:

x=[x1 x2 … xm]T,f=[f1 f2 … fm]T,u=[u1 u2 … um]T引入虚拟控制量

系统方程变为

这样每个通道虚拟控制量Ui和被控输出yi之前为单输入单输出的关系,达成解耦,而则是作用于i通道的扰动总和;

其中,a,b,g,f,Kaf,Kar,m,Jz都是常量,只要考虑vx,B(t)可逆;

用虚拟控制量所作的整个自抗扰控制器算法为跟踪微分器最速控制函数fhan(v1(k)-y*,v2(k),r,h)算法公式如下:其中,r和h分别为速度因子和仿真步长,v1(k),v2(k)为微分跟踪器的输出,y*为期望输出;

整个ADRC控制算法如下:

其中,z11(k),z12(k),z13(k),z21(k),z22(k),z23(k)均为扩张状态观测器输出非线性函数其中,β01,β02,β03,c,r,h1均为设计参数;

确定虚拟控制量U1,U2后,实际控制量为u1,u2为δ,ωd。