一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法技术

一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法，涉及一种横摆动态滑模控制方法。建立能表征车辆横摆率以及侧向速度动态的二自由度车辆动力学方程；根据期望横摆率、侧向速度以及侧倾角速度，设计滑模面和保证闭环系统稳定的滑模控制律表达式；给出通过横摆率超调量与调节时间描述横摆响应动态性能的指标；给出计算横摆率超调量与调节时间的数学表达式；通过优化问题求解，得到使横摆动态最优的滑模控制律参数。通过设计滑模控制器并通过调节滑模面参数实现横摆率超调和调节时间的调整，改进现有横摆稳定控制的不足，给出可保证全工况下优化车辆横摆动态响应性能的滑模控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法
本专利技术涉及一种横摆动态滑模控制方法，尤其是一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法，属于车辆驱动控制领域。
技术介绍
车辆在转向时具有如下特性：一、常规工况下，横摆动态表现为过阻尼或大阻尼特性，极限工况下，横摆动态表现为欠阻尼特性；二、常规工况下，横摆动态的过阻尼或大阻尼特性导致横摆响应慢，使车辆转向响应迟缓，极限工况下，横摆动态的欠阻尼特性导致横摆率超调较大，影响车辆的横摆稳定性能。车辆横摆稳定控制是保证车辆行驶安全性的重要主动安全系统，但现有横摆稳定控制策略主要关注横摆率跟踪精度，属横摆稳态性能，或针对特定的极限工况讨论横摆率动态控制性能，缺乏全工况下的横摆动态控制技术。
技术实现思路
针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法。为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法，包括以下步骤：步骤一：建立能表征车辆横摆率以及侧向速度动态的二自由度车辆动力学方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n步骤一：建立能表征车辆横摆率以及侧向速度动态的二自由度车辆动力学方程，/n

【技术特征摘要】
1.一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一：建立能表征车辆横摆率以及侧向速度动态的二自由度车辆动力学方程，



其中，m为车辆质量，Iz为车辆绕z轴转动惯量，lf为车辆质心到前轴距离，lr为车辆质心到后轴距离，l为车辆前轴到后轴距离，γ为车辆横摆率，vx为车辆纵向速度，vy为车辆侧向速度，Mz为车辆横摆扭矩，Fyi为侧向轮胎力，i＝f,r表示前后轴，
公式(1)中的侧向轮胎力采用Burckhardt轮胎模型表示，



其中，c1,c2,c3,c5(1/kN)2为正常数，表示Burckhardt轮胎模型特征参数，ks为正常数，表示Kamm修正系数，αi为车轮侧偏角，Fzi为车轮垂直荷载，
公式(2)中αi分为前轴车轮侧偏角及后轴车轮侧偏角并分别表示为：



式中δ为方向盘转角，
公式(2)中Fzi分为前轴车轮垂直荷载及后轴车轮垂直荷载并分别表示为：



式中g为重力加速度，
将公式(2)(3)(4)代入公式(1)，得到侧向动力学方程为：



步骤二：根据期望横摆率、侧向速度以及侧倾角速度，设计滑模面和保证闭环系统稳定的滑模控制律表达式，采用滑模控制方法实现横摆率跟踪控制，设计滑模面为：



设滑模控制律u＝ueq+usgn，对公式(6)求导，使的控制律ueq为



设计usgn为



其中ε为大于0的常数，

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【专利技术属性】
技术研发人员：周洪亮，贾凤娇，刘志远，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23