基于扭矩整形的EPS控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种基于扭矩整形的EPS控制方法、装置、设备及存储介质，通过根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算目标车辆的期望方向盘转角；对期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角；根据目标期望方向盘转角和目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和微分项扭矩；基于目标期望方向盘转角对应的滞后时间，对积分项扭矩进行相位提前处理，得到目标积分项扭矩；将目标积分项扭矩、比例项扭矩和微分项扭矩组成的请求扭矩发送至EPS，EPS基于请求扭矩进行控制。实现了对积分项扭矩相位提前，减少实际方向盘转角的滞后时间，提高EPS的控制性能。控制性能。控制性能。

【技术实现步骤摘要】
基于扭矩整形的EPS控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及智能驾驶
，尤其涉及一种基于扭矩整形的EPS控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，辅助驾驶系统在车辆上的装载量逐渐升高，辅助驾驶系统在车辆上的最终性能表现主要依赖于横向与纵向控制。在横向控制中，主要通过对电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)进行扭矩控制实现对期望转角的跟随，最终达到车辆对轨迹的跟踪。但由于对转向系统建模与参数获取困难，以及EPS内部助力策略复杂，因此一般对进行转角跟随的扭矩控制采用无模型的PID(比例、积分和微分)控制。
[0003]目前，采用PID控制方法对EPS进行扭矩控制时，由于EPS存在扭矩死区以及内部助力策略复杂，所以需要对角度差进行积分得到积分项扭矩实施补偿，但是积分项扭矩的存在也会导致实际方向盘转角与期望方向盘转角的相位滞后，从而导致控制滞后时间较长。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种基于扭矩整形的EPS控制方法、装置、设备及存储介质，以解决当前EPS控制滞后时间长的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种基于扭矩整形的EPS控制方法，包括：
[0006]根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角；
[0007]对所述期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角；
[0008]根据目标期望方向盘转角和所述目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和微分项扭矩；
[0009]基于所述目标期望方向盘转角对应的滞后时间，对所述积分项扭矩进行相位提前处理，得到目标积分项扭矩；
[0010]将所述目标积分项扭矩、所述比例项扭矩和所述微分项扭矩组成的请求扭矩发送至EPS，所述EPS基于所述请求扭矩进行控制。
[0011]在一些实现方式中，所述根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角，包括：
[0012]利用预设方向盘转角计算公式，根据所述目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角，所述预设方向盘转角计算公式为：
[0013]δ
des
＝k1×
LE+k2×
LER+k3×
HE+k4×
HER+δ
FF
；
[0014]其中，δ
des
为期望方向盘转角；LE为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的横向位置误差，LER为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的横向位置误差变化率，HE为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的航向角误差，HER为目标车辆质
心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的航向角误差变化率，k1为横向位置误差系数，k2为横向位置误差变化率系数，k3为航向角误差系数，k4为航向角误差变化率系数，δ
FF
为关于弯道的前馈角度。
[0015]在一些实现方式中，所述对所述期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角，包括：
[0016]基于预设角速率限制条件，对所述期望方向盘转角进行角速率限制；
[0017]基于预设滤波处理函数，对角速率限制后的期望方向盘转角进行滤波处理，得到所述目标期望方向盘转角。
[0018]在一些实现方式中，所述预设角速率限制条件为：
[0019][0020]预设滤波处理函数为：
[0021]δ
desout
(k)＝α1δ
desout
(k
‑
1)+α2δ
des
(k)；
[0022]其中，rate
min
为最小限制速率，rate
max
为最大限制速率，rate
max
为在k时刻下得到期望方向盘转角，δ
des
(k
‑
1)为在k
‑
1时刻下得到期望方向盘转角，t
s
为一个角度计算周期时长；δ
desout
(k)为在k时刻下得到目标期望方向盘转角，α1和α2为滤波系数。
[0023]在一些实现方式中，所述根据目标期望方向盘转角和所述目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和微分项扭矩，包括：
[0024]利用预设扭矩计算函数，根据目标期望方向盘转角和所述目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和微分项扭矩，所述预设扭矩计算函数包括：
[0025]PTerm＝k
P
(δ
desout
‑
δ
real
)；
[0026]ITerm＝k
I
∑(δ
desout
‑
δ
real
)
×
T
s
；
[0027][0028]其中，PTerm为比例项扭矩，ITerm为积分项扭矩，DTerm为微分项扭矩，k
P
为比例系数，k
I
为积分系数，k
D
为微分系数，δ
desout
为目标期望方向盘转角，δ
real
为当前实际方向盘转角，T
s
为一个扭矩计算周期时长。
[0029]在一些实现方式中，所述基于所述目标期望方向盘转角对应的滞后时间，对所述积分项扭矩进行相位提前处理，得到目标积分扭矩，包括：
[0030]利用预设TD微分器，根据所述目标期望方向盘转角对应的滞后时间，对所述积分项扭矩进行相位提前处理，得到所述目标积分项扭矩，所述预设TD微分器的表达式为：
[0031]fh＝fhan(v1‑
v,v2,r,h1)；
[0032]v1＝v1+hv2；
[0033]v2＝v2+hfh；
[0034][0035]其中，fhan为非线性最速控制综合函数，v为积分项扭矩的输入信号，v1为输入信号的滤波信号，v2为输入信号的微分信号，r和r为非线性最速控制综合函数的可调参数，h为扭矩计算的运行周期，γ和λ为用于调节积分项扭矩相位提前的滞后时间参数，y为目标
积分项扭矩。
[0036]在一些实现方式中，非线性最速控制综合函数的表达式为：
[0037][0038][0039]其中，sign表示符号函数。
[0040]第二方面，本申请还提供一种基于扭矩整形的EPS控制装置，包括：
[0041]角度计算模块，用于根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角；
[0042]信号处理模块，用于对所述期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角；
[0043]扭矩计算模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扭矩整形的EPS控制方法，其特征在于，包括：根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角；对所述期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角；根据目标期望方向盘转角和所述目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和微分项扭矩；基于所述目标期望方向盘转角对应的滞后时间，对所述积分项扭矩进行相位提前处理，得到目标积分项扭矩；将所述目标积分项扭矩、所述比例项扭矩和所述微分项扭矩组成的请求扭矩发送至EPS，所述EPS基于所述请求扭矩进行控制。2.如权利要求1所述的基于扭矩整形的EPS控制方法，其特征在于，所述根据目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角，包括：利用预设方向盘转角计算公式，根据所述目标车辆的当前轨迹点或预瞄轨迹点，计算所述目标车辆的期望方向盘转角，所述预设方向盘转角计算公式为：δ
des
＝k1×
LE+k2×
LER+k3×
HE+k4×
HER+δ
FF
；其中，δ
des
为期望方向盘转角；LE为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的横向位置误差，LER为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的横向位置误差变化率，HE为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的航向角误差，HER为目标车辆质心与当前轨迹点或预瞄轨迹点之间的航向角误差变化率，k1为横向位置误差系数，k2为横向位置误差变化率系数，k3为航向角误差系数，k4为航向角误差变化率系数，δ
FF
为关于弯道的前馈角度。3.如权利要求1所述的基于扭矩整形的EPS控制方法，其特征在于，所述对所述期望方向盘转角进行角速率限制和滤波处理，得到目标期望方向盘转角，包括：基于预设角速率限制条件，对所述期望方向盘转角进行角速率限制；基于预设滤波处理函数，对角速率限制后的期望方向盘转角进行滤波处理，得到所述目标期望方向盘转角。4.如权利要求1所述的基于扭矩整形的EPS控制方法，其特征在于，所述预设角速率限制条件为：预设滤波处理函数为：δ
desout
(k)＝α1δ
desout
(k
‑
1)+α2δ
des
(k)；其中，rate
min
为最小限制速率，rate
max
为最大限制速率，rate
max
为在k时刻下得到期望方向盘转角，δ
des
(k
‑
1)为在k
‑
1时刻下得到期望方向盘转角，t
s
为一个角度计算周期时长；δ
desout
(k)为在k时刻下得到目标期望方向盘转角，α1和α2为滤波系数。5.如权利要求1所述的基于扭矩整形的EPS控制方法，其特征在于，所述根据目标期望方向盘转角和所述目标车辆的当前实际方向盘转角，计算比例项扭矩、积分项扭矩和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，刘国清，杨广，王启程，张顺杰，
申请(专利权)人：上海佑觑信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：