基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，包括基于单轨模型数据建立了车辆模型；对车辆模型进行状态空间方程转化和离散化处理；基于车辆横向运动和横摆运动二自由度动力学方程实时计算轮胎侧偏刚度；对车辆模型的输入输出进行约束控制；对预测时域内的车辆侧向速度的输出进行矩阵形式转化；对目标函数转化成标准二次规划的形式进行求解。实现当检测车辆侧向速度处于较大时，横向稳定性控制器通过差动驱动和附加前轮主动转向减小车辆的侧向速度，进而减小质心侧偏角，保证车辆行驶的安全稳定性；当检测车辆横向速度处于安全范围内时，横向稳定性控制器不介入驾驶员操作控制，保证驾驶员的正常安全驾驶。

Stability control method of four-wheel independent drive vehicle based on model prediction algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法
本专利技术涉及汽车稳定性控制
，尤其涉及一种基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法。
技术介绍
近年来，车辆的运动横向稳定性和安全性研究越来越受到国内外重视。越来越多的汽车主动安全性产品进入商用水平，比如ABS(Anti-lockbrakingsystem)防抱死系统、电子稳定ESP程序(Electronicstabilityprogram)系统、驱动防滑ASR(Anti-slipRegulation)系统、以及前轮主动转向AFS(Activefrontsteering)系统。这些主动安全控制系统有效的减少了交通的事故的发生。其中电子稳定系统是通过控制轮胎的纵向力矩改变汽车的直接横摆力矩(DYC)，使得车辆进入稳定操控状态；主动前轮转向(AFS)通过控制轮胎的侧向力，达到稳定车辆行驶的目的。其中，极端工况下车辆的横向稳定性控制是研究的重点。在过去几十年，利用差动制动来控制车辆的稳定性一直是主要的控制方法，该方法的控制原理是当检测到车辆处于不足转向时，内侧车轮产生制动力矩，增加转向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，其特征在于，包括：/n基于单轨模型的横摆角速度、侧向速度、前后轮胎侧偏角建立了车辆模型；/n对车辆模型进行状态空间方程转化，并进行离散化处理；/n基于车辆横向运动和横摆运动二自由度动力学方程实时计算轮胎侧偏刚度；/n基于模型控制量输入和车辆侧向速度输出约束方程对车辆模型的输入输出进行约束设计；/n对预测时域内的车辆侧向速度的输出进行矩阵形式转化；/n对目标函数转化成标准二次规划的形式进行求解。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，其特征在于，包括：
基于单轨模型的横摆角速度、侧向速度、前后轮胎侧偏角建立了车辆模型；
对车辆模型进行状态空间方程转化，并进行离散化处理；
基于车辆横向运动和横摆运动二自由度动力学方程实时计算轮胎侧偏刚度；
基于模型控制量输入和车辆侧向速度输出约束方程对车辆模型的输入输出进行约束设计；
对预测时域内的车辆侧向速度的输出进行矩阵形式转化；
对目标函数转化成标准二次规划的形式进行求解。


2.如权利要求1所述的基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，其特征在于，基于单轨模型的横摆角速度、侧向速度、前后轮胎侧偏角建立了车辆模型，具体包括：
建立车辆的横摆角速度微分方程：



其中，r为车辆的横摆角速度，lf为前轴到质心的距离，lr为后轴到质心的距离，Mz为附加的横摆力矩，Iz为绕质心转动的横摆转动惯量，Fyf,Fyr为前后轴侧向力。


3.如权利要求2所述的基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，其特征在于，基于单轨模型的横摆角速度、侧向速度、前后轮胎侧偏角建立了车辆模型，具体还包括：
建立前后轴侧向力方程：
Fyf＝Cαfαfcosδf；
Fyr＝Cαrαr；
其中，δf是车辆前轮转角；Cαf，Cαr分别是前后轮胎侧偏刚度；αf，αr分别是前后轮胎的侧偏角。


4.如权利要求3所述的基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法，其特征在于，基于单轨模型的横摆角速度、侧向速度、前后轮胎侧偏角建立了车辆模型，具体还包括：
建立前后轮胎侧偏角方程：

【专利技术属性】
技术研发人员：景晖，曾宪锋，匡兵，刘溯奇，唐亮，刘夫云，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45