申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2023-12-07

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117864107A

主分类号：B60W30/045

分类号：B60W30/045;B60W30/182;B60W50/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明提供了一种多轮独立驱动车辆性能最优控制方法，适用于汽车智能控制领域。本发明方法对独立驱动多轴控制车辆建立动力学模型和线性二自由度理想模型，基于所建模型分析和设计车辆性能最优控制策略，确定行驶稳定性、高速操稳性和低速机动性的控制目标；根据车辆横摆角速度、车轮滑转率应用PID控制算法增减两侧车轮驱动力的大小改善车辆的行驶稳定性；计算车辆横摆力矩调节量，基于最优控制理论分配车轮的驱动力矩调节量，提高车辆高速操稳性；建立车轮参数的状态观测器；根据当前车辆的轮毂电机的驱动轴数启动高或低驱动模式。本发明使得多轴车辆能同时拥有较好的低速转向机动性和高速转向稳定性，保证了整车运行的节能性和稳定性。

主权项：1.一种多轮独立驱动车辆性能最优控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立多轮独立驱动多轴车辆的动力学模型和线性二自由度理想模型；步骤2，设计车辆性能最优控制策略，包括：2.1由车轮的偏转角极限和附着极限约束确定车辆的运动状态区域；2.2设置车辆行驶稳定性的控制策略，包括：根据车辆线性二自由度模型计算出车辆横摆角速度的参考值，计算当前车辆横摆角速度与参考值的偏差量，使用PID控制算法产生调整车轮驱动力矩的控制指令；计算当前车轮的实际滑转率与设定的临界值的偏差，使用PID控制算法产生控制车轮电机转矩的控制指令；2.3设置车辆高速操稳性的控制策略，包括：检测当前车辆的质心侧偏角是否在设置的车辆质心侧偏角临界值范围内，若在，只对车辆横摆角速度进行控制，否则，对车辆质心侧偏角进行控制，使保持在临界值范围内；对车辆横摆角速度进行控制时，以驾驶员意图识别中的车辆横摆角速度的修正值为参考值仅控制；使用分层控制器对车辆的横摆力矩调节量进行计算，输出分配给不同车轮的驱动力矩调节量控制指令；步骤3，建立车轮参数的状态观测器，根据上一时刻的系统状态估计值和当前时刻的系统观测值估计当前时刻的系统状态值；估计的系统状态包括车辆的横摆角速度和质心侧偏角，系统观测值从车辆传感器的采集信息中获得；所述状态观测器使用卡尔曼滤波算法设计，状态观测器的状态方程如下： 其中，u为车辆质心纵向速度，v为车辆质心侧向速度，ωr为车辆横摆角速度，分别为车辆质心的纵向加速度、侧向加速度，为车辆横摆角加速度；m为整车质量；Ai为车辆质心到第i轴的距离；Fxii为第i轴内侧车轮的地面纵向力，Fxio为第i轴外侧车轮的地面纵向力，Fyii为第i轴内侧车轮处的地面侧向力，Fyio为第i轴外侧车轮处的地面侧向力；B为车辆轮距；IZ为车辆横摆转动惯量；步骤4，底层控制器获得当前车辆的轮毂电机的驱动轴数num和状态观测器估计的车轮参数，根据驱动轴数num启动车辆处于高驱动模式还是低驱动模式，在高驱动模式下执行所述的车辆行驶稳定性的控制策略和高速操稳性的控制策略，在低驱动模式下执行所述的车辆行驶稳定性的控制策略。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种多轮独立驱动车辆性能最优控制方法

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