基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，可以基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量，基于车辆的横向位置偏差确定PID反馈控制器对应的第二转角分量，根据车辆纵向车速和道路曲率半径标定前馈补偿弯道的车轮转角分量，对第一转角分量、第二转角分量和车轮转角分量进行求和，根据求和结果进行车辆全速域横向控制，能克服轮胎的侧偏刚度、纵向速度、载荷等参数的变化对车辆横向运动的影响，还能适应车辆全速域下，以及在千变万化的道路下的自动轨迹跟踪，并具有很好的舒适性和平稳性。

【技术实现步骤摘要】
基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法
本专利技术涉及车辆控制
，尤其涉及一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法。
技术介绍
现有的横向控制算法一般都是基于车辆运动学和动力学模型建立汽车横向控制模型，运用自动控制原理设计控制的方法和基于驾驶员模拟方法实现车辆的横向控制。动力学模型考虑了轮胎的侧偏刚度、载荷前后悬长度等信息；车辆在高速运行时这些车辆参数波动很大，并且路况也是千变万化的，所以很难用模型精确的控制，因此传统方案往往存在控制精度低的问题。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法。为实现本专利技术的目的，提供一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，包括如下步骤：S10，基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量；S20，基于车辆的横向位置偏差确定PID反馈控制器对应的第二转角分量；S30，根据车辆纵向车速和道路曲率半径标定前馈补偿弯道的车轮转角分量；S40，对第一转角分量、第二转角分量和车轮转角分量进行求和，根据求和结果进行车辆全速域横向控制。在一个实施例中，根据求和结果进行车辆全速域横向控制包括：对求和结果进行平滑滤波处理，将平滑滤波处理的结果发送给车辆转向系统，使车辆转向系统依据平滑滤波处理进行车辆全速域横向控制。在一个实施例中，基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量包括：计算PD反馈控制器对应的第一预瞄距离、横向角误差、第一KP自适应系数和第一KD自适应系数，根据第一预瞄距离、横向角误差、第一KP自适应系数和第一KD自适应系数计算第一转角分量。具体地，第一预瞄距离的计算过程包括：d1predict＝T1preidict*V1longitudinal*K1radius，其中，d1predict表示第一预瞄距离，T1preidict表示PD反馈控制器对应的预瞄时间，V1longitudinal表示PD反馈控制器对应的第一车辆纵向速度，K1radius表示道路曲率自适应系数；横向角误差的计算过程包括：其中，φ1diff表示横向角误差，Y1TargetTrajectory(dpredict)表示PD反馈控制器对应的预瞄点处目标轨迹的横向位置，Y1EgoTrajectory(dpredict)表示PD反馈控制器对应的预瞄点处车辆自身轨迹的横向位置；第一KP自适应系数和第一KD自适应系数的计算过程包括：Kp1＝Kp1Base*FactorP1，FactorP1＝FactorSpeedP1*FactorRadiusP1*FactorTrqP1*FactorLateralOffsetP1，Kd1＝Kd1base*FactorD1，FactorD1＝FactorSpeedD1*FactorRadiusD1*FactorTrqD1*FactorLateralOffsetD1，式中，Kp1表示第一KP自适应系数，Kd1表示第一KP自适应系数，Kp1Base表示PD反馈控制器的控制算法中比例环节的第一基础系数，Kd1base表示PD反馈控制器的控制算法中比例环节的第二基础系数，FactorSpeedP1表示PD反馈控制器根据车速得到的第一自适应系数，FactorSpeedD1表示PD反馈控制器根据车速得到的第二自适应系数，FactorRadiusP1表示PD反馈控制器根据曲率半径得到的第一自适应系数，FactorRadiusD1表示PD反馈控制器根据曲率半径得到的第二自适应系数，FactorTrqP1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorTrqD1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数，FactorLateralOffsetP1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorLateralOffsetD1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数；第一转角分量的计算过程包括：其中，δHeadingAngleSteer表示第一转角分量，t表示时间变量。在一个实施例中，基于车辆的横向位置偏差确定PID反馈控制器对应的第二转角分量包括：计算PID反馈控制器对应的第二预瞄距离、横向位置偏差、第二KP自适应系数和第二KD自适应系数，根据第二预瞄距离、横向位置偏差、第二KP自适应系数和第二KD自适应系数计算第二转角分量。具体地，第二预瞄距离的计算过程包括：d2predict＝T2preidict*V2longitudinal*K2eps，其中，d2predict表示第二预瞄距离，T2preidict表示PID反馈控制器对应的预瞄时间，V2longitudinal表示PID反馈控制器对应的第二车辆纵向速度，K2eps表示PID反馈控制器根据EPS的响应自适应系数；横向位置偏差的计算过程包括：Y2diff表示横向位置偏差，表示PID反馈控制器对应的预瞄点处目标轨迹的横向位置，表示PID反馈控制器对应的预瞄点处车辆自身轨迹的横向位置；第二KP自适应系数和第二KD自适应系数的计算过程包括：Kp2＝Kp2Base*FactorP2，FactorP2＝FactorSpeedP2*FactorRadiusP2*FactorTrqP2*FactorLateralOffsetP2，Kd2＝Kd2base*FactorD2，FactorD2＝FactorSpeedD2*FactorRadiusD2*FactorTrqD2*FactorLateralOffsetD2，式中，Kp2表示第二KP自适应系数，Kd2表示第二KP自适应系数，Kp2Base表示PID反馈控制器的控制算法中比例环节的第一基础系数，Kd2base表示PID反馈控制器的控制算法中比例环节的第二基础系数，FactorSpeedP2表示PID反馈控制器根据车速得到的第一自适应系数，FactorSpeedD2表示PID反馈控制器根据车速得到的第二自适应系数，FactorSpeedD2表示PID反馈控制器根据曲率半径得到的第一自适应系数，FactorRadiusD2表示PID反馈控制器根据曲率半径得到的第二自适应系数，FactorTrqP2表示PID反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorTrqD2表示PID反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数，FactorLateralOffsetP2表示PID反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorLateralOffsetD2表示PID反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数；第二转角分量的计算过程包括：其中，δOffsetSteer表示第一转角分量，t表示时间变量，Ki表示积分项系数。在一个实施例中，车轮转角分量的计算过程包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS10，基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量；/nS20，基于车辆的横向位置偏差确定PID反馈控制器对应的第二转角分量；/nS30，根据车辆纵向车速和道路曲率半径标定前馈补偿弯道的车轮转角分量；/nS40，对第一转角分量、第二转角分量和车轮转角分量进行求和，根据求和结果进行车辆全速域横向控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10，基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量；
S20，基于车辆的横向位置偏差确定PID反馈控制器对应的第二转角分量；
S30，根据车辆纵向车速和道路曲率半径标定前馈补偿弯道的车轮转角分量；
S40，对第一转角分量、第二转角分量和车轮转角分量进行求和，根据求和结果进行车辆全速域横向控制。


2.根据权利要求1所述的基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，其特征在于，根据求和结果进行车辆全速域横向控制包括：
对求和结果进行平滑滤波处理，将平滑滤波处理的结果发送给车辆转向系统，使车辆转向系统依据平滑滤波处理进行车辆全速域横向控制。


3.根据权利要求1所述的基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，其特征在于，基于车辆的横向误差确定PD反馈控制器对应的第一转角分量包括：
计算PD反馈控制器对应的第一预瞄距离、横向角误差、第一KP自适应系数和第一KD自适应系数，根据第一预瞄距离、横向角误差、第一KP自适应系数和第一KD自适应系数计算第一转角分量。


4.根据权利要求3所述的基于双反馈控制器的车辆全速域横向控制方法，其特征在于，第一预瞄距离的计算过程包括：
d1predict＝T1preidict*V1longitudinal*K1radius，
其中，d1predict表示第一预瞄距离，T1preidict表示PD反馈控制器对应的预瞄时间，V1longitudinal表示PD反馈控制器对应的第一车辆纵向速度，K1radius表示道路曲率自适应系数；
横向角误差的计算过程包括：



其中，φ1diff表示横向角误差，Y1TargetTrajectory(dpredict)表示PD反馈控制器对应的预瞄点处目标轨迹的横向位置，表示PD反馈控制器对应的预瞄点处车辆自身轨迹的横向位置；
第一KP自适应系数和第一KD自适应系数的计算过程包括：
Kp1＝Kp1Base*FactorP1，
FactorP1＝FactorSpeedP1*FactorRadiusP1*FactorTrqP1*FactorLateralOffsetP1，
Kd1＝Kd1base*FactorD1，
FactorD1＝FactorSpeedD1*FactorRadiusD1*FactorTrqD1*FactorLateralOffsetD1，
式中，Kp1表示第一KP自适应系数，Kd1表示第一KP自适应系数，Kp1Base表示PD反馈控制器的控制算法中比例环节的第一基础系数，Kd1base表示PD反馈控制器的控制算法中比例环节的第二基础系数，FactorSpeedP1表示PD反馈控制器根据车速得到的第一自适应系数，FactorSpeedD1表示PD反馈控制器根据车速得到的第二自适应系数，FactorRadiusP1表示PD反馈控制器根据曲率半径得到的第一自适应系数，FactorRadiusD1表示PD反馈控制器根据曲率半径得到的第二自适应系数，FactorTrqP1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorTrqD1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数，FactorLateralOffsetP1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第一自适应系数，FactorLateralOffsetD1表示PD反馈控制器根据方向盘手力矩得到的第二自适应系数；
第一转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘得龙，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32