一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，属于电动汽车主动前轮转向控制领域。主要步骤为：1、建立二自由度车辆动力学模型，并通过该模型得到理想的横摆角速度；2、利用步骤1建立的车辆动力学模型，设计出二阶扩张状态观测器，通过调整合适的参数，同时观测出车辆的横摆角速度和质心侧偏角；3、对步骤2设计的传统扩张状态观测器进行改进，将超螺旋算法和扩张状态观测器结合，得到超螺旋扩张状态观测器；4、考虑横摆角速度和质心侧偏角的观测误差，在控制器设计中加入对观测误差的自适应估计。本发明专利技术的具有较高精度和较强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法
本专利技术涉及电动汽车主动前轮转向的控制方法，特别涉及超螺旋扩张状态观测器和自适应控制器的设计，属于汽车主动安全控制领域。
技术介绍
众所周知，主动安全系统在减少交通事故中扮演十分重要的角色，有利于提高汽车的操纵稳定性和舒适性。近些年来，随着电子技术的发展，各种新技术不断应用到汽车上以提高其行驶安全性，如AFS、DYC、ESP等，它们都是通过控制汽车的侧向力来实现对横摆运动的控制。主动转向系统是一种介于传统的动力转向和线控转向之间的转向系统。传统的动力转向系统不能及时纠正驾驶员的误操作，因此在驾驶过程中驾驶员要实时修正方向，提高转向精度，来消除外界或内部对车辆的扰动；线控转向系统能实现主动转向，但由于转向盘与前轮必须通过机械结构进行连接，故目前线控转向系统未实用于商用车。主动前轮转向系统(AFS)是指在车辆轮胎侧向力的线性范围内，通过产生不依赖于方向盘转角的附加前轮转角，改变车辆的侧向力，提高转向稳定性。当汽车高速运行在极端复杂的工况下，质心侧偏角变化迅速，传统的扩张状态观测器需要较高的增益才可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、建立二自由度车辆动力学模型，以其作为参考模型，求出理想的横摆角速度ω

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、建立二自由度车辆动力学模型，以其作为参考模型，求出理想的横摆角速度ωrd；
步骤2、根据步骤1的车辆动力学模型构造相应的扩张状态观测器，同时观测出横摆角速度和质心侧偏角；
步骤3、对步骤2设计的扩张状态观测器进行改进，结合超螺旋算法，得到超螺旋扩张状态观测器；
步骤4、考虑步骤3中对横摆角速度和质心侧偏角的观测误差，在主动前轮转向控制器中，加入对误差的自适应估计。


2.根据权利要求1所述的一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤1中，建立二自由度车辆动力学模型为：
其中，为纵向车速υ与侧向车速u的比值来表示质心侧偏角，ωr表示横摆角速度，δf表示前轮转角，a、b为质心到前、后轴的距离，k1、k2为前、后轮的侧偏刚度，m为汽车质量，Iz为汽车转动惯量，为了方便表示，令系数
令x1＝ωr，u＝δf；
由此，写成状态方程如下：



其中，x1、x2、y为状态变量，f(x1，x2，t)为集总扰动。


3.根据权利要求2所述的一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，其特征在于，步骤2中，构造相应的扩张状态观测器如下：



其中，Z1、Z2分别为状态变量x1、x2的观测值，β01、β02为扩张状态观测器的参数，非线性函数e为Z1和x1的误差，α1和h是正实数，符号函数


4.根据权利要求3所述的一种电动汽车主动前轮转向的自适应控制方法，其特征在于，扩张状态观测器同时观测到车辆的横摆角速度和质心侧偏角的具体过程为：
通过调整参数β01、β02，使得Z1、Z2分别追踪上状态变量x1、x2，故，可以得到质心侧偏角的观测值横摆角速度的观测值


5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莉，郭剑锋，丁世宏，刘陆，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32