考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略技术方案

本发明专利技术基于线控转向双电机系统提出了一种考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略，可以对年轻的新手驾驶员，年轻的熟练驾驶员，老年驾驶员三类驾驶员进行个性化辅助驾驶，并在转向过程中保持他们的转向风格。基于驾驶员模型参数识别，获得驾驶员的转向特性参数，用于个性化辅助策略的设计。一方面可以个性化的辅助驾驶员进行路径跟踪实验，提高跟踪的精度和减小跟踪的误差，另一方面可以通过辅助控制减轻驾驶员的生理和心理负担，从而实现人‑车系统性能的最佳。个性化辅助控制策略充分发挥线控转向系统作为智能驾驶平台的潜力，极大的提高了系统的安全性，改善了驾驶员的驾驶感受，体现了驾驶员的驾驶风格，具有广阔的发展前景和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略
本专利技术涉及辅助驾驶系统领域，具体是一种考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略。
技术介绍
线控转向系统作为未来智能驾驶的重要平台，日益凸显其重要的地位。如今关于线控转向系统的研究主要着重集中在提高系统的性能方面，很少有人关注车辆转向过程中驾驶员的驾驶状态，主要包括生理负担和心理负担。本专利综合考虑了车辆的转向性能和驾驶员的生理和心理状态，充分利用μ鲁棒控制算法在外界干扰和模型不确定性的控制优势，开发出针对不同驾驶员的个性化辅助控制器，从而实现人-车总体性能的最佳，既提高了车辆在转向过程中路径跟踪的精度，又减轻了驾驶员的生理和心理负担，具有广阔的发展前景和应用价值。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略，充分发挥线控转向系统作为智能驾驶平台的潜力，极大的提高了系统的安全性，改善了驾驶员的驾驶感受，体现了驾驶员的驾驶风格，具有广阔的发展前景和应用价值。本专利技术包括以下步骤：>1)预瞄驾驶员模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略，其特征在于包括以下步骤：/n1)预瞄驾驶员模型：/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑驾驶员转向特性的线控转向系统辅助控制策略，其特征在于包括以下步骤：
1)预瞄驾驶员模型：



其中，代表着预瞄点的理想侧向位移；τp是预瞄时间；Y(s)和φ(s)是车辆当前的侧向位移和偏航角；L是驾驶员的预瞄距离；θsw(s)是驾驶员的转向盘转角；Gh是转向比例增益；τL是微分时间常数；τd1是纯延迟时间；τd2是驾驶员反应的延迟时间；
设线控系统的转向传动比是Rg，则θfd＝θsw/Rg是驾驶员施加在前轮的转角，在零初始条件下可得：



2)建立车辆和线控系统模型：
2.1)设置车辆重心在地面上的位置为(X，Y)，根据车辆的运动关系和车辆的动力学关系可以二自由度模型可以推导出车辆的运动学和动力学关系如下：



其中：X0，Y0，φ0是初始时刻车辆的位置和状态；φ是车辆的偏航角；β是车辆的质心侧偏角；ωr是车辆的横摆角速度；V是车辆的实际速度；Vx是车辆的侧向速度；Vy是车辆的纵向速度；m是车辆的质量，k1是前轮的刚度，k2是后轮刚度，Iz是车辆的转动惯量，a是前轴长度，b是后轴轴距，δf汽车前轮转角，d1和d2代表着模型误差；
2.2)假设车辆两前轮转角相同，转向子系统的动态模型如下：



其中θs是总的小齿轮转角，BR是等效阻尼系数，JR等效的转动惯量，G2是小齿轮转角到车轮的减速比，T是总的电机输出扭矩，G1是电机输出到小齿轮的减速比，η是减速器的效率，dr是路面干扰，τR是轮胎的回正力矩，tp，tm是轮胎的拖距，Xr是齿条的位移，rp是小齿轮的半径；
2.3)将人-车系统模型写成状态空间的形式，系统的状态变量定义为驾驶员和设计的控制器共享转向主权：δf＝δfd+δfc，其中δfc是控制器输入的前轮转角；w＝YP＝是参考路径，u＝I是设计的辅助电流，kt是电机的扭矩系数；
2.4)设计个性化辅助控制器，人-车系统模型表示如下：









d＝[00d1d20d3d4d5]T；(11)
综合考虑到车辆的路径跟踪误差，驾驶员生理和心理负担，以及控制器的输出，定义如下的评估函数：



其中：Q＝diag(q1，q2，q3)；q1，q2，q3，R是权重因子；
2.5)定义控制器的输出如下：
Z＝CZx+DZw+RZu(13)
其中：
2.6)把优化问题转换为||Z||2的优化
J＝||Z||2；(14)
3)表示与处理系统不确定性：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王安，赵万忠，陈莉娟，冯健，匡登明，张子俊，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32