[发明专利]一种可变车速下的可拓自适应车道保持控制方法

权利要求书

1.一种可变车速下的可拓自适应车道保持控制 方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立三自由度动力学模型，以及预瞄偏差表达式；

S2，进行车道线拟合计算；

S3，设计上层ISTE可拓控制器；包括：

S3.1，建立控制指标ISTE可拓集合；

S3.2，划分控制指标ISTE域界；

S3.3，计算控制指标ISTE关联函数；

S3.4，建立上层可拓控制器决策；

S4，设计下层速度可拓控制器；

S5，设计下层偏差跟踪可拓控制器；包括：

S5.1，下层偏差跟踪可拓特征量提取和域界划分；

S5.2，设计下层偏差跟踪可拓控制器关联函数；

S5.3，进行下层测度模式识别；

S5.4，根据测度模式，下层偏差跟踪可拓控制器输出前轮转角；

所述ISTE是指偏差平方积分指标。

2.根据权利要求1所述的一种可变车速下的可拓自适应车道保持控制 方法，其特征在于，步骤1中，建立的三自由度动力学模型为：

式中，m为车辆质量；x为纵向位移；为横摆角；δ_f为前轮转角；y为侧向位移；I_z为Z轴转动惯量；F_x为车辆所受总的纵向力；F_y为车辆所受总的横向力；M_z为车辆所受总的横摆力矩；F_cf，F_cr为车辆前后轮胎所受侧向力，与轮胎的侧偏刚度、侧偏角有关；F_lf，F_lr为车辆前后轮胎所受纵向力，与轮胎的纵向刚度、滑移率有关；a为前轴到质心距离，b后轴到质心距离；

所述预瞄偏差包括航向偏差和预瞄点处横向位置偏差；所述预瞄点处横向位置偏差y_L和航向偏差的表达式分别为：

其中，L为预瞄距离，ρ表示道路曲率。

3.根据权利要求1所述的一种可变车速下的可拓自适应车道保持控制 方法，其特征在于，步骤3.1中，建立控制指标ISTE可拓集合时，可拓控制指标计算方法采用时间乘偏差平方的积分，表达式为：

其中，ISTE_y为横向位置偏差的控制指标量，T_s为调节时间；

其中，为航向偏差的控制指标量，T_s为调节时间，y_L为预瞄点处横向位置偏差，为航向偏差；

上层ISTE可拓控制器选择控制效果ISTE_y、作为特征量，建立关于控制效果的可拓集合

步骤3.2中，控制指标ISTE的经典域界的表达式为：

a_op和b_op表示控制效果可拓集合经典域约束控制效果域界，其值可以表示为：

其中，r_yop为横向位置偏差的经典域约束范围，为航向偏差的可拓域约束范围；

控制效果的可拓域界表示为：

a_p和b_p表示控制效果可拓集合可拓域约束控制效果域界，其值可以表示为：

其中，r_yp为横向位置偏差的经典域约束范围，为航向偏差的经典域约束范围。

4.根据权利要求3所述的一种可变车速下的可拓自适应车道保持控制 方法，其特征在于，步骤3.3中，计算控制指标ISTE关联函数时采用降维法计算，设点为车辆在车道线运动时当前的控制指标值点在控制指标可拓集合中的位置，最佳状态点为没有偏差状态，即点O(0,0)，连接原点和P点，与经典域界可拓域界相交于点P₁和P₂，

那么P点到经典域O,P₁和可拓域P₁,P₂的可拓距分别为和其值分别为：

控制指标的关联函数K_ISTE(P)表示为：

其中，