一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法技术

一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，本发明专利技术涉及基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法。本发明专利技术为了解决现有的固定参数的汽车横摆稳定控制在相关参数发生摄动的情况下，汽车横摆角速度不能跟踪其参考值的问题。本发明专利技术包括：步骤一：根据线性二自由度汽车模型建立标准

A stable control method for automobile yaw based on gain scheduling

A method for the stability control of the automobile yaw based on the gain scheduling, which involves the method of the lateral pendulum stability control based on the gain scheduling. In order to solve the existing fixed parameter vehicle yaw stabilization control, when the relevant parameters are disturbed, the vehicle yaw rate can not track its reference value. The invention includes: Step 1: establish the standard according to the linear two degree of freedom car model

【技术实现步骤摘要】
一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法
本专利技术涉及线性控制领域，具体涉及基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法。
技术介绍
汽车在转弯过程中，会出现转向不足，造成汽车不能按驾驶员意图完成期望的转向操作；更危险的是，会出现转向过度，使得汽车失去稳定性，发生激转而侧滑或翻车。这种危险工况会对车辆以及驾驶员造成很大程度的伤害，因此需要对汽车的侧向横摆稳定进行控制，以使汽车工作在适度的不足转向工况下。目前的汽车横摆稳定控制大多都在名义参数下进行设计，得出的控制器在参数固定的情况下，控制效果很好。但是汽车在运行过程中，由于很多参数会发生变化，例如，由于汽车载员、载重的变化、燃油消耗等会造成汽车质量、转动惯量的相应变化。因此，固定参数的控制器，在参数发生变化时，控制效果会大打折扣，进而影响汽车在转弯时的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的固定参数的汽车横摆稳定控制在相关参数发生摄动的情况下，汽车横摆角速度不能跟踪其参考值的问题，而提出一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法。一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法包括以下步骤：步骤一：根据线性二自由度汽车模型建立标准线性分式变换模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，其特征在于：所述基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法包括以下步骤：步骤一：根据线性二自由度汽车模型建立标准

【技术特征摘要】
1.一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，其特征在于：所述基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法包括以下步骤：步骤一：根据线性二自由度汽车模型建立标准线性分式变换模型为：其中e为跟踪误差，y为量测输出，Fu(G,Δ)为G和Δ的上线性分式变换，G为广义被控对象，Δ为独立分离出来的参数不确定性乘子，δf为前轮转角，M为横摆力矩输入；步骤二：根据步骤一建立的标准线性分式变换模型得到增广的广义被控对象Ggs；步骤三：根据步骤二得到的增广的广义被控对象Ggs，得到控制器K，汽车根据整车质量m和转动惯量IZ的摄动对控制器K增益进行调度，完成汽车对期望横摆角速度的跟踪。2.根据权利要求1所述的一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，其特征在于：所述步骤一中根据线性二自由度汽车模型建立标准线性分式变换模型的具体过程为：考虑汽车侧向运动和横摆运动的二自由度汽车模型，汽车动力学状态方程为：其中β为质心侧偏角，γ为横摆角速度，为β的一阶导，为γ的一阶导，δf为前轮转角，M为横摆力矩输入，Iz为汽车横摆转动惯量，cαf和cαr分别为前轮和后轮侧偏刚度，u为汽车纵向速度，a为质心到前轴距离，b为质心到后轴距离；根据参数摄动模型，将汽车动力学状态方程表示为描述符形式：其中ξi表示Δ的主对角元素，i＝1,2；假设cα＝cαf＝cαr；其中m0为标称质量，I0为标称转动惯量，Wm和WI表示质量m和转动惯量IZ的变化范围；做如下最大秩分解：E-1[EiAiBi]＝Li[RiWiZi]，并定义以下矩阵：其中E-1表示E的逆矩阵，Li表示满足E-1Ei＝LiRi的列满秩列向量，Ri，Wi，Zi，表示满足E-1Ei＝LiRi的行满秩行向量；得到标准线性分式变换模型。3.根据权利要求2所述的一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，其特征在于：所述参数摄动模型表示为：m＝m0+ξ1WmIz＝I0+ξ2WI。4.根据权利要求3所述的一种基于增益调度的汽车横摆稳定控制方法，其特征在于：所述步骤二中根据步骤一建立的标准线性分式变换模型得到增广的广义被控对象Ggs的具体过程为：对增益调度控制器K导入与步骤一同样的关于Δ的LFT结构，控制器K的增益依赖于Δ的变化而变化，被控对象的控制输入为：M＝Fu(K,Δ)y，ep＝Wpe为评价输出，Wp为权函数，e为跟踪误差，取其中kγ、qγ、pγ为调节参数，s为拉普拉斯算子，将ep＝Wpe展开成一阶微分形式为：其中xωγ为权函数状态量，为xωγ的一阶导，La为汽车轴距，Kp为汽车横摆稳定性因素；将控制器K中的不确定性乘子Δ与被控对象中的不确定性乘子Δ集中成不确定性diag(Δ,Δ)，通过方框图变换，变换后增广的广义被控对象Ggs的状态方程表示为：其中xaug＝[βγxωγ]T为系统状态；

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维超，张晋华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23