【技术实现步骤摘要】
基于MPC算法的防侧倾控制方法、设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及防侧倾控制领域，尤其涉及一种基于MPC算法的防侧倾控制方法、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]通常情况下，轮式机器人的轮距相比于高度较窄，同时载重大，重心偏高。当轮式机器人急促或大幅度转弯时，容易导致轮式机器人侧倾甚至侧翻。目前在汽车行业中，较为普遍且能有效改善汽车稳定的抗侧翻方法包括：差动制动控制技术、主动/半主动悬架控制技术、主动横向稳定器技术、主动转向技术、主动刹车等。但差动制动控制技术在车轮即将离地时仅仅对外侧轮制动难以起到有效的效果。主动悬架控制技术和主动横向稳定器可以提高侧翻门槛值和抑制车辆侧翻，但是其无法满足抗侧翻响应快速性的要求。所以目前缺少针对轮式机器人机构特点的防侧倾算法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种基于MPC算法的防侧倾控制方法，旨在解决现有技术中缺乏符合轮式机器人机构特点的防侧翻手段的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于MPC算法的防侧...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于MPC算法的防侧倾控制方法，其特征在于，所述基于MPC算法的防侧倾控制方法包括：进行动力学分析，建立三自由度线性动力学模型，并根据三自由度线性动力学模型对侧倾中心取力矩平衡，得到LTR特定模型；根据所述三自由度线性动力学模型和LTR特定模型整理得到动力学数学模型的状态空间形式，将所述状态空间形式通过离散化处理后得到MPC算法的预测离散模型；通过预测离散模型对未来预测时域输出的扭矩矢量进行预测得到扭矩矢量预测输出，以预设的预测时域内三自由度线性动力学模型的输出响应状态作为参考值，对所述扭矩矢量预测输出和所述参考值进行比较，得到优化目标函数；对优化目标函数求解最优左右侧车轮主动防侧翻力矩，根据LTR的大小判断需要采取介入控制时，对左右车轮施加与侧倾方向相反的所述最优左右侧车轮主动防侧翻力矩，以防止侧翻。2.如权利要求1所述的基于MPC算法的防侧倾控制方法，其特征在于，所述进行动力学分析，建立三自由度线性动力学模型的步骤包括：将多自由度非线性系统进行简化，选择合适的自由度和\或将非线性问题近似线性处理，建立包括侧向运动、横摆运动和车身侧倾运动的三自由度线性动力学模型：运动的三自由度线性动力学模型：其中，m和m
s
分别为轮式机器人质量和簧上质量；w
r
为横摆角速度；F
y1
和F
y2
分别为前后轮侧偏力；φ为侧倾角；δ为车轮转角；I
x
和I
z
分别为绕x轴和z轴的转动惯量；a和b分别为质心至前后轴的距离；d为侧倾中心至质心的距离；K
φ
和C
φ
分别为等效侧倾刚度和等效阻尼系数；k1和k2分别为前后轮胎总侧偏刚度；v
x
和v
y
分别为纵向速度和侧向速度。3.如权利要求1所述的基于MPC算法的防侧倾控制方法，其特征在于，所述根据三自由度线性动力学模型对侧倾中心取力矩平衡，得到LTR特定模型的步骤包括：根据左右车轮垂直载荷之差与总垂直载荷得到LTR：其中，F
zl
和F
zr
分别为左右车轮垂直载荷，对侧倾中心取力矩平衡，则有平衡方程：
F
zl
+F
zr
＝mg其中，
□
c
为质心高度，B为轮距，根据所述LTR和平衡方程得到LTR特定模型：。4.如权利要求1所述的基于MPC算法的防侧倾控制方法，其特征在于，所述根据所述三自由度线性动力学模型和LTR特定模型整理得到动力学数学模型的状态空间形式的步骤包括：所述动力学数学模型的状态空间形式为：其中，A
c
和B
c
为所述动力学数学模型的固有参数，E为3*3的单位矩阵，x(t)＝[φ，φ]
T
为状态变量，u(t)＝[M
zl
，M
zr
]
T
为控制输入，M
zl
，M
zr
分别为左右车轮的力矩。5.如权利要求1所述的基于MPC算法的防侧倾控制方法，其特征在于，所述将所述状态空间形式通过离散化处理后得到MPC算法的预测离散模型的步骤包括：使用Euler欧拉方...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓琬云，赵小羽，林智桂，罗覃月，姚毅超，
申请(专利权)人：上汽通用五菱汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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