[发明专利]一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法

权利要求书

1.一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，构建含有扰动的线性二自由度车辆动力学模型，将其作为汽车运行过程中的参考模型，根据实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差，采用非连续控制技术为实际车辆模型设计主动前轮转向控制器模块；

步骤2，根据实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差，构造观测器模块来估算非连续控制器中高频信号的平均值；

步骤3，根据步骤2中估算的平均值，建立控制增益与外部扰动动态关系；

步骤4，根据步骤3建立的动态关系构造自适应模块，为主动前轮转向控制器模块提供随扰动变化的控制增益；

在所述步骤4中，自适应模块为：

σ＝|[sign(s)]_av|-h

式中ξ为自适应增益，M为正实数，σ为状态变量，h为正实数，[sign(s)]_av为高频信号的平均值，k^-,k⁺是大于零的常数，分别为控制增益k(t)的上界和下界，符号[x]₊表示为：

2.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，所述步骤1中，线性二自由度车辆动力学模型如下：

侧向动力学方程为

横摆动力学方程为

式中m为汽车质量，θ为质心侧偏角，r为横摆角速度，C_f为前轴侧偏刚度，C_r为后轴侧偏刚度，I_z为整车绕Z轴的转动惯量，V_x为汽车纵向速度，a,b分别为汽车质心到前后轴的距离，δ_f为主动前轮转向控制器的控制输入，为车轮提供一个附加转角，d(t)为包含系统不确定和外界干扰的集总扰动；

理想横摆角速度r_d的计算公式如下：

其中有

式中μ为摩擦系数，g为重力加速度，r_m为理想横摆角速度的极值。

3.根据权利要求2所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，所述步骤1中，采用非连续控制技术为实际车辆模型设计主动前轮转向控制器模块设计方法如下：

取实际横摆角速度与理想横摆角速度的误差为

e＝r-r_d

式中r为实际横摆角速度，r_d为理想横摆角速度，e为两者的误差，在此基础上，取滑动变量

其中0＜α＜1,β＞0为正实数，sign为符号函数；

根据滑动变量，设计主动前轮转向控制器的δ_f为：

其中k(t)为控制增益，a,b分别为汽车质心到前后轴的距离，I_z为整车绕Z轴的转动惯量，V_x为汽车纵向速度，r为横摆角速度，C_f为前轴侧偏刚度，C_r为后轴侧偏刚度。

4.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，在所述步骤2中，观测器模块为：

式中λ₀，λ₁和λ₂分别为正实数，L为观测器参数，z_-1,z₀和z₁分别表示观测器输出，其中输出z₀为观测器所估计高频信号sign(s)的平均值。

5.根据权利要求1所述的一种控制参数可自动调节的电动车主动前轮转向控制方法，其特征在于，在所述步骤3中，控制增益与外部扰动动态关系的表达方法如下：

k(t)·z₀＝d(t)

式中k(t)为控制增益，z₀为观测器所估计的高频信号sign(s)平均值，d(t)为包含系统不确定和外界干扰的集总扰动。