[发明专利]一种全线控电动汽车路径跟踪控制方法

权利要求书

1.一种全线控电动汽车路径跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、确定跟踪参考路径期望值；

步骤二、建立车辆状态预测模型与全线控电动汽车动力学模型；

步骤三、计算当前时刻动力学稳定性指标值Q_stbd(k)，结合预测域长度对车辆跟踪精度及车辆动力学稳定性的影响，在线调整当前时刻预测域长度；

步骤四、预测路径跟踪模块未来系统输出，建立路径跟踪优化目标函数，实时获得跟踪参考路径的前轮转角，并获得用于跟踪给定参考路径期望值的期望车体运动；

步骤五、结合全线控电动汽车动力学模型及稳定性约束，实现路径跟踪期望车体运动；

在所述步骤二中，建立所述车辆状态预测模型包括：

建立非线性三自由度车辆状态预测模型：

式中，X与Y分别为大地坐标下车辆纵向位移与侧向位移，V_x与V_y分别为车辆纵向车速与侧向车速，C_lf与C_lr分别为前轮与后轮纵偏刚度，C_cf与C_cr分别为广义动力学的前轮和后轮的等效侧偏刚度，C_af与C_ar为单轨模型的单轨模型前轮等效侧偏刚度，m为车体质量，ψ为车辆横摆角，l_f与l_r分别表示车辆前轴、后轴至车辆质心距离，s_f和s_r分别为前轮和后轮纵向滑移率，I_z为车体转动惯量，δ_f为前轮转角，u为控制输出，x为车辆状态向量，A_t、B_t为系统状态转移矩阵，C_t为系统输出矩阵，为车辆侧向车速导数，为车辆纵向车速导数，为车辆横摆角导数，为车辆横摆角二阶导数，为地坐标下车辆侧向位移导数，为地坐标下车辆纵向位移导数；

将非线性车辆状态预测模型线性化得到线性连续模型，选择车辆状态选择前轮转角δ_f作为控制输出u，选择期望跟踪状态作为系统输出y＝[ψ,Y]^T，则：

2.如权利要求1所述的全线控电动汽车路径跟踪控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，建立所述全线控电动汽车动力学模型包括：

建立三自由度全线控电动汽车动力学模型：

式中，a_x为与a_y分别为车辆纵向、侧向加速度，M_z为车辆横摆力矩，X_{w_ij}与Y_{w_ij}分别表示车辆四轮纵向、侧向轮胎力，X_{w_rf}、X_{w_rr}、X_{w_lf}、X_{w_lr}分别为车辆右前、右后、左前和左后纵向轮胎力，Y_{w_rf}、Y_{w_rr}、Y_{w_lf}、Y_{w_lr}分别为车辆右前、右后、左前和左后侧向轮胎力，Fy为车体侧向总力，t_f为车辆前轴轮距，t_r为车辆后轴轮距，C_D为空气阻力系数，A_f为车身迎风面积，ρ₀为空气密度常数。