【技术实现步骤摘要】
极限工况下电动四驱车辆的自主漂移控制方法及系统
本专利技术涉及一种智能驾驶汽车主动安全控制
，特别是关于一种极限工况下电动四驱车辆的自主漂移控制方法及系统。
技术介绍
随着汽车行业的快速发展，汽车的主动安全性受到越来越严峻的挑战，同时国内外各大厂商也开发并应用了多种车辆稳定性控制技术，包括制动防抱死系统、驱动防滑系统等，但这些技术主要针对常规行驶工况，无法应对突发场景以及极端行驶工况，如冰雪路面、高速紧急避撞场景等。扩展车辆的行驶极限需要尽可能地利用轮胎的附着能力。专业驾驶员在比赛中，通常会有意识地控制车轮抱死或打滑以减少圈时或躲避障碍物，这种操作被称为“漂移”。漂移的本质，是通过精确控制使车辆处于转向过度状态下的临界稳定平衡工况，此时前轮附着力接近饱和，后轮达到附着极限。专业比赛中一般都选择后驱车辆以降低驾驶员的操作难度。而电动四驱车辆作为电动汽车技术发展的一个新方向，其驱动电机系统具有响应速度和控制精度的优势，且车轮力矩可以灵活分配，抓地力更强，侧偏角极限范围更大，为附着极限工况下车辆动力学的控制边界及效果...
【技术保护点】
1.一种极限工况下电动四驱车辆的自主漂移控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)建立控制参考模型，包括四驱电动车辆的双轨三自由度车辆动力学模型以及考虑纵横向耦合特性的轮胎模型；/n2)通过最大无关基元控制通道解耦，将电动四驱车辆的过驱动系统的系数矩阵转化为关于虚拟控制输入的方形矩阵，得到方形仿射系统；/n3)采用积分式模糊滑模控制器对方形仿射系统进行求解，得到虚拟控制输入；/n4)采用基于约束优化的控制分配方法将虚拟控制输入转化为实际物理输入，传输至执行器及整车模型。/n
【技术特征摘要】
1.一种极限工况下电动四驱车辆的自主漂移控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立控制参考模型，包括四驱电动车辆的双轨三自由度车辆动力学模型以及考虑纵横向耦合特性的轮胎模型；
2)通过最大无关基元控制通道解耦，将电动四驱车辆的过驱动系统的系数矩阵转化为关于虚拟控制输入的方形矩阵，得到方形仿射系统；
3)采用积分式模糊滑模控制器对方形仿射系统进行求解，得到虚拟控制输入；
4)采用基于约束优化的控制分配方法将虚拟控制输入转化为实际物理输入，传输至执行器及整车模型。
2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述控制参考模型计算出四驱电动车辆在当前行驶环境下进行稳态漂移所对应的纵向速度、横向速度以及横摆角速度，并将计算结果发送给积分式模糊滑模控制器作为目标状态量。
3.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述双轨三自由度车辆动力学模型表示为：
其中，Vx为纵向车速，Vy为横向车速，ψ为车辆的横摆角，为车辆的横摆角速度，为车辆的横摆角加速度，为纵向加速度，为横向加速度，Fxj和Fyj分别表示车轮切向及横向轮胎地面力，其中j＝1，2，3，4分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，为状态量相关的非线性项。
4.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述轮胎模型表示为：
式中，μ为轮胎的路面附着系数，Fz为轮胎的垂直载荷，D和E为Pacejka轮胎模型参数，α为轮胎侧偏角，αcr为轮胎临界侧偏角，β为车辆质心侧偏角，为轮胎可用的最大侧向力。
5.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，具体为：
过驱动系统状态方程：
其中为系统的状态变量，为系统的控制输入，F(x)为系统的非线性项，n、m分别为系统状态变量和控制输入的维数，为有理数；系数矩阵且rank(B)＝n＜m，通过对过驱动系统的系数矩阵B转化为方形矩阵，得到各输入量之间的耦合关系，将具有相似控制效果的输入放进了同一个控制通道中，最终将系统转化为：
式中表示的系统是一个控制解耦的方形仿射系统；K′＝[K1_1，K2_1，…，Kn_1]，Ki_1为系数矩阵K中子矩阵Ki的第一个列向量，i＝1，2，…，n。
6.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述积分式模糊滑模控制器的输入求解形式由标称控制输入v0和鲁棒控制输入v1两部分组成：
v＝v0+v1；
虚拟控制输入v为：
式中，K′＝[K1_...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓慧，何承坤，张俊智，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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