[发明专利]基于滑模补偿器技术的线控转向系统控制方法

权利要求书

1.一种基于滑模补偿器技术的线控转向系统控制方法，包括前轮转角δ_f和方向盘转角θ_h的实时信号采集，其特征在于，主要步骤如下：

步骤1，令转向系统两个伺服驱动器均运行在转矩控制模式，实时采集前轮转角δ_f和方向盘转角θ_h；

步骤2，根据步骤1所得的前轮转角δ_f和方向盘转角θ_h，定义跟踪误差ε_θ＝δ_f-θ_hr，其中θ_hr为方向盘转动参考角，N_θ是方向盘转角θ_h和前轮转角δ_f之间的比例因子；

步骤3，将步骤1采集到的前轮转角δ_f通过鲁棒微分器1得到前轮转角观测值的角速度将步骤2得到的方向盘转动参考角θ_hr通过鲁棒微分器2得到方向盘转动参考角观测值的角速度再将方向盘转动参考角观测值的角速度通过鲁棒微分器3得到方向盘转动参考角观测值的角加速度

步骤4，将步骤2得到的跟踪误差ε_θ、步骤3得到的前轮转角观测值的角速度和方向盘转动参考角观测值的角速度得到标称控制信号u₁；将步骤2得到的跟踪误差ε_θ、步骤3得到的前轮转角观测值的角速度和方向盘转动参考角观测值的角速度给到滑模面上，得到滑模变量s；再将得到的滑模变量s、前轮转角δ_f和前轮转角观测值的角速度作为输入变量输入到滑模补偿器中，得到补偿器信号u₀；

步骤5，根据步骤4中得到的补偿器信号u₀和标称控制信号u₁，并考虑线控转向系统中的不确定性，设闭环控制输入信号u由两部分组成，即u＝u₀+u₁；

步骤6，将步骤5中的闭环控制输入信号u传送到线控转向系统设备中给转向电机发送电压指令，控制车轮转动，得到理想前轮转角δ′_f。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑模补偿器技术的线控转向系统控制方法，其特征在于，步骤1所述实时信号采集的采样周期ΔT＝0.001秒。

3.根据权利要求1所述的一种基于滑模补偿器技术的线控转向系统控制方法，其特征在于，步骤3所述通过鲁棒微分器1得到前轮转角观测值的角速度通过鲁棒微分器2得到方向盘转动参考角观测值的角速度和通过鲁棒微分器3得到方向盘转动参考角观测值的角加速度的步骤分别如下：

前轮转角观测值的角速度的表达式为式中，v是前轮转角角速度估计值的鲁棒微分器输出，v₁是鲁棒微分器1的中间变量，t是积分时间变量，σ_f是鲁棒微分器1滑模变量，σ_f＝x-δ_f，x是前轮转角观测值，δ_f是前轮转角，α₁是前轮转角系数1且是一个正常数，ζ₁是前轮转角系数2且是一个正常数；

方向盘转动参考角观测值的角速度的表达式为式中，w是方向盘转动参考角角速度估计值的鲁棒微分器输出，w₁是鲁棒微分器2的中间变量，w₁＝∫(-α₂sign(σ_hr))dt，t是积分时间变量，σ_hr是鲁棒微分器2滑模变量，σ_hr＝y-θ_hr，y是方向盘转动参考角观测值，θ_hr是方向盘转动参考角，α₂是方向盘转动参考角系数1且是一个正常数，ζ₂是方向盘转动参考角系数2且是一个正常数；

方向盘转动参考角观测值的角加速度的表达式为式中，q是方向盘转动参考角角加速度估计值的鲁棒微分器输出，q₁是鲁棒微分器3的中间变量，t是积分时间变量，是鲁棒微分器3滑模变量，是方向盘转动参考角观测值的角速度，是方向盘转动参考角角速度，α₃是方向盘转动参考角角速度系数1且是个正常数，ζ₃是方向盘转动参考角角速度系数2且是个正常数。