[发明专利]基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法

权利要求书

1.一种基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法，其特征在于，主要包含如下步骤：

步骤一、建立数学模型：分别建立汽车动力学模型、轮胎模型、参考滑移率模型；

步骤二、设计非线性ABS控制器：采用积分反馈法，将滑移率和滑移率积分作为控制目标，在连续区间内以预测跟踪误差最小化为优化目标，采用泰勒级数展开法预测下一个时间区间λ(t+h)的轮胎滑移率和其积分，预测周期h为预测时域，通过保证轮胎滑移率跟踪误差和滑移率积分跟踪误差，计算当前控制量；

步骤三、设计分数阶极值搜索控制器：将极值搜索控制中的滤波器和积分反馈设置成分数阶微积分算法，以制动减速度作为搜索控制的输出，建立以制动减速度为指标的分数阶系数寻优函数，通过寻优能够使分数阶系数寻优函数最大的分数阶系数，确定最优分数阶系数。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法，其特征在于，所述车辆动力学模型为：

其中R为车轮半径，I_t为轮胎等效转动惯量；为车辆纵向加速度，为车轮角加速度，T_b为制动力矩，F_x为轮胎纵向力，

m_t为车辆的总质量的四分之一：

其中，m_vs为车辆簧载质量，m_w为车轮质量；

1/4车辆模型下的轮胎垂直载荷为：

其中l为轴距，h_cg为簧载质量质心的高度，F_L为制动传递的动荷载，公式(1)代入公式(4)求解非线性代数方程来计算F_z；

定义轮胎的滑移率λ：

其中，λ表示轮胎滑移率，v表示车辆纵向速度；

对公式(5)关于时间求导：

其中，表示表示滑移率的导数，

将公式(1)和(5)代入公式(6)得

3.根据权利要求2所述的基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法，其特征在于，所述轮胎数学模型为：

采用非线性Dugoff轮胎模型:

其中

其中，C_i为轮胎纵向刚度，C_α为轮胎侧向刚度，u为路面摩擦系数，ε_r为路面附着系数，α为轮胎侧偏角。

4.根据权利要求3所述的基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法，其特征在于，所述参考滑移率数学模型：

其中λ_opt＝0.15表示最优滑移率，a＝20为时间常数；对方程两边求拉普拉斯逆变换，解一阶零初始条件微分方程，得到

λ_d(t)=λ_opt-λ_opte^-at (12)。