一种冗余驱动车辆动力学控制分配方法

摘要

本发明公开了一种冗余驱动车辆动力学控制分配方法。目的在于解决有约束冗余驱动车辆动力学的控制分配问题。该控制方法基于滑模变结构控制确定车辆期望广义力/力矩，基于改进定点二乘控制分配方法建立上层控制器决策的期望广义力/力矩与车轮滑移率和侧偏角的优化分配关系，基于汽车行驶工况设计控制任务的优先级，并基于积分滑模控制设计轮胎滑移率及侧偏角联合跟踪控制器，协调控制汽车的转向/驱动/制动系统，保证每个车轮均按预期的滑移率和侧偏角运动。本发明主要是将控制分配方法与冗余驱动车辆动力学系统相结合，考虑轮胎侧纵向力的非线性耦合约束，拓展车辆系统的稳定域，提高系统安全性和可靠性。

主权项

一种冗余驱动车辆动力学控制分配方法，其特征在于：包括如下步骤：i、车辆动力学控制分配上层控制模块设计：基于三自由度车辆模型，确定理想的汽车质心纵向速度、侧向速度和横摆角速度；针对系统存在的未建模动态、外界干扰，以及系统参数（如汽车质量、转动惯量等）的不确定性，采用滑模变结构控制方法决策出车辆的期望广义力/力矩；ii、冗余驱动车辆动力学控制分配模块设计：针对冗余驱动车辆动力学系统，基于改进定点二乘算法将车辆动力学控制分配上层控制模块决策的期望广义力/力矩优化分配给车轮滑移率和侧偏角，以产生期望的轮胎纵向力和侧向力；基于汽车纵向安全指标和侧向稳定性指标识别汽车行驶工况，根据汽车行驶工况设计控制任务的优先级，保证各执行系统按照一定的顺序完成执行任务；iii、车轮滑移率及侧偏角联合跟踪控制模块设计：建立线控转向系统和车轮纵向滑移率动力学模型，基于积分滑模控制方法设计车轮滑移率及侧偏角联合跟踪控制模块，协调汽车转向/驱动/制动系统，使各车轮均按照预期的滑移率和侧偏角运动，保证汽车的实际运动状态能够跟随期望的运动状态。