【技术实现步骤摘要】
基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法
[0001]本专利技术涉及智能交通
,尤其是基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法。
技术介绍
[0002]四轮独立驱动电动汽车以其优越的动力学性能将成为智能汽车的优质载体。分布式四驱电动汽车能独立调节每个轮子的输出力矩,故能够获得最佳的动力性和操控稳定性。
[0003]目前常用来表征车辆行驶稳定性状态的参数是车辆的横摆角速度和质心侧偏角。但车辆的质心侧偏角不像横摆角速度那样可以直接测得,现有的决策方法多基于经验划分工况,且控制器不能完全利用车辆偏航稳定性。如何设计更合理的决策方法,并尽可能利用四轮独立驱动电动汽车的动力学性能是本申请需要解决的问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足,本专利技术提供一种基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法,技术目的是为不同工况提供合理的决策方法,提高车辆动力学性能。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下:
[0006]本申请提供一种基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法,包括:
[0007 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法,其特征在于,包括:基于车辆与目标路径之间的运动学关系、及用于描述车辆横向运动和横摆运动的车辆模型构建车辆
‑
道路模型;获取道路环境信息和车辆状态信息,以失稳能量比R、失稳能量比的变化率为参数建立相平面,基于相平面分析,判断车辆工况,当满足式(1)时,认为车辆处于稳定工况,否则认为处于失稳工况;其中:其中,E1、E2分别为车辆的纵向运动动能和失稳动能,v
x
、v
y
、分别为车辆的纵向速度、横向速度和横摆角速度,I
Z
、m分别为车辆的转动惯量和质量;C1、C2为与工况有关的常量;车辆处于不同工况时,分别通过对应的路径跟踪控制器进行MPC控制:在稳定工况下,以车辆的前轮总横向力F
yf
为控制量设计基于所述车辆
‑
路径模型MPC控制的路径跟踪控制器一,其状态空间模型为:式(2)中,状态矢量控制量u=F
yf
,输出矢量y=[e
y
,e
ψ
]
T
,A1、B1表示时变的系数矩阵,C1为选择矩阵;在失稳工况下,以车辆的附加横摆力矩ΔM对所述路径跟踪控制器一的参数进行调整,得到路径跟踪控制器二,其状态空间模型为:式(3)中,状态矢量控制量u=[F
yf
,ΔM]
T
,输出矢量y=[e
y
,e
ψ
]
T
,A2、B2表示时变的系数矩阵,C2为选择矩阵;式(2)和式(3)中,e
y
,e
ψ
分别为车辆与目标路径之间的横向偏差和航向偏差,k为离散时间的第k时刻。2.根据权利要求1所述的基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法,其特征在于,所述与工况有关的常量C1、C2的确定方法为:令R≈β2,其中,β为车辆的质心侧偏角;令当时,得当R=0时,得其中,β
max
、分别为稳定工况的最大质心侧偏角和最大横摆角速度。3.根据权利要求1所述的基于相平面分析的纵横向稳定性控制方法,其特征在于,所述MPC控制的目标函数为:
其中,U(k)=[u(k),ε],ε为非负的松弛变量;Q,R,W表示加权矩阵;T、N
p
、N
c
分别为采样时间、预测时域和控制时域;所述MPC控制的约束条件包括车辆稳定性约束:[H
V
x
i
]≤G
V
,i=0,
…...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋凯文,王金湘,陆凯佳,程昊,黄旭娴,严永俊,彭林,姚亿丞,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:
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