1.一种车辆防侧翻主动倾摆模型预测控制方法，其特征在于，通过主动悬架来控制汽车车体向转弯方向倾斜来防止侧翻，建立包含侧倾角加速度的横向载荷转移率表达式精确评估车辆的侧倾瞬态特性和侧翻状态，通过车体倾摆使重力产生的力矩减小甚至抵消由离心力产生的力矩，在稳态时求解出主动倾摆的期望倾摆角，建立主动倾摆模型预测控制器跟踪求解出的期望倾摆角，并跟踪路径，所述模型预测控制器考虑倾摆角、质心侧偏角、横摆角速度和悬架控制力矩约束问题，综合防侧翻能力和操纵稳定性，使车辆在有效防侧翻的同时保持跟踪路径，防止因路径偏离造成另外的交通事故；具体步骤如下：(1)建立3自由度的车辆转向‑侧倾动力学模型；

车辆模型的运动方程如下：

横摆运动:

侧倾运动:

前后轮胎侧向力为：

式中，为横摆角速度；θ为侧倾角；y为车辆侧向位移；αf，αr为前后轮胎侧偏角；m为车辆总质量；ms为车辆簧载质量；cf，cr为前、后轮胎侧偏刚度；Ix，Iz为车辆关于x轴和z轴的转动惯量；h为簧载质量中心到侧倾中心的高度；H为簧载质量中心到地面的高度；Kθ为车辆侧倾刚度；Cθ为车辆侧倾阻尼系数；g为重力加速度；a，b为车辆重心到前轴或后轴的距离；d为轮距的一半；δ为前轮转向角；v为车辆纵向速度；Mt为由主动悬架作动器产生的倾摆扭矩；

(2)建立可以充分表达侧翻瞬态特性的横向载荷转移率表达式；此LTR表达式包含侧倾角加速度，根据车辆受力情况，可以根据力矩平衡获得以下方程：根据LTR表达式，通过等式(5)和(6)可以得出：式中，FL和FR为左、右车轮的总垂直载荷，当LTR大于1或者小于‑1时表示车辆侧翻，当车辆直线行驶时，FL和FR相等，此时LTR＝0；当FL＝0时，LTR＝‑1，此时左侧车轮刚好离开地面；

相反，当FR＝0时，LTR＝1，此时右侧车轮刚好离开地面；

(3)确立主动倾摆控制的期望倾摆角；

当车辆转弯时，使它主动向内侧倾摆，从而使车体重力产生的力矩减小甚至抵消由离心力产生的力矩，因此，可以降低横向载荷转移率；离心力产生的力矩为：车体重力产生的侧倾力矩为：

MG＝msghsinθ   (9)当车辆处于稳态时， 2自由度理想转向模型的横摆角速度为：可以通过Msteer＝MG获得主动倾摆的期望倾摆角：此期望倾摆角是向转弯方向倾斜的角度，和正常车辆转弯时车体倾斜的方向相反；

(4)设计模型预测控制器；

该模型预测控制器实时控制主动悬架的作动力，使车体跟踪期望倾摆角并同时跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角。

2.根据权利要求1所述的车辆防侧翻主动倾摆模型预测控制方法，其特征在于，在模型预测控制器的设计中，假定在转弯操纵期间车速是恒定的，使用以下状态空间形式来表达3自由度车辆转向‑侧倾模型：

式中，系统状态矢量 β为车辆质心的侧偏角； 控制输入u＝Mt；系统干扰d＝δ；系统输出矢量 Ac，Bcu，Bcd，C为相应的状态矩阵，输入矩阵、干扰矩阵，输出矩阵；

上面建立的3自由度车辆转向‑侧倾动力学模型是一个线性连续时间系统，基于模型预测控制理论通过矩阵指数变换将其进行离散化处理，并表示为：式中， Ts为采样时间；

为了防止模型预测控制器的控制量变化过大并对控制增量进行约束，将式(12)的控制量改写为控制增量的形式，则式(12)也可写为如下増广模型：公式中的矩阵定义如下：

式中，Nξ为状态量个数，Nd为干扰量个数，Nu为控制量个数；

如果系统的预测时域为Np，控制时域为Nc，为推导系统预测方程，做出如下两个假设：

1、控制时域之外，控制量保持不变，即：Δu(k+i)＝0,i＝Nc,Nc+1,…,Np‑1

2、时刻k之后干扰量保持不变，d(k+i)＝d(k),k＝t,…,t+Np在当前时刻k，通过重复迭代公式(14)获得预测时域内系统状态量和输出量为：为简化计算，使Ak,t＝At,t,k＝1,…,t+Np‑1；Bk,t＝Bt,t,k＝1,…,t+Np‑1；

将系统未来时刻的输出以状态空间的形式表达：式中，

在此，选取二次优化目标函数如下：s.t.umin≤u(k+i|k)≤umaxΔumin≤Δu(k+i|k)≤Δumaxηmin≤η(k+i|k)≤ηmax式中， ρ为权重系数，ε为松弛因子；

将公式(17)代入上式，可将上式化解为方便计算机计算的标准二次规划问题，其形式如下：

T T T T

J＝[ΔU(k) ,ε]Ht[ΔU(k) ,ε]+Gt[ΔU(k) ,ε]+Pt    (19)式中，

T T

Gt＝[2E(k)QeΘu 0],Pt＝E(k)QeE(k),T

Ydes＝[ηdes(k+1|k),…，ηdes(k+Np|k)] ,

3.根据权利要求1所述的一种车辆防侧翻主动倾摆模型预测控制方法，其特征在于，所述的主动倾摆模型预测控制器，其实时控制主动悬架的作动力，使车体跟踪期望倾摆角并同时跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角，通过选取合适权重，进行滚动优化，使车辆在有效防侧翻的同时保持跟踪路径。