[发明专利]一种四轮独立驱动车辆转向制动协同控制方法

说明书

本发明公开了一种四轮独立驱动车辆转向制动协同控制方法，包括：车辆转向时，采集理想转向角后根据参考模型得到期望车身侧偏角，期望横摆角速度和期望横摆角；通过滑模变结构控制模型，根据所述期望车身侧偏角、所述期望横摆角速度和所述期望横摆角得到前轮转向角、后轮转向角和横摆力矩后，计算得到车辆的实际车身侧偏角、实际横摆角速度和实际横摆角；车辆制动时，基于BP神经网络PID控制模型对误差进行控制，进而对所述车辆进行转向制动协同控制；在车辆转向制动时，基于BP神经网络PID控制模型同时对实际和理想的车身侧偏角、横摆角速度和横摆角误差、实际和理想滑移率进行控制，进而对所述车辆进行转向制动协同控制。

技术领域

本发明涉及转向制动协同控制技术领域，尤其涉及一种四轮独立驱动车辆转向制动协同控制方法。

背景技术

面对日益紧张的能源和环保压力，各国政府先后出台大量政策措施，鼓励各种类型的新能源车辆的发展(纯电动汽车、混合动力汽车等)。四轮独立驱动车辆又称轮毂电机驱动车辆或分布式驱动车辆，是一种特殊的纯电动车辆。其相比于传统车辆省去了大量中间环节的传动部件，且以4个轮毂中的电机作为动力源，具有更高的传动效率、更紧凑的结构、更多的利用空间。此外，其安装有四轮独立驱动、制动和主动转向等多个分布式执行机构，具有多个控制自由度，操纵灵活，具有超高的机动性。

四轮独立驱动车辆除了具有以上优势，凭借其操纵灵活的优点，极其适合作为智能运载平台。在智能车相关技术大发展的背景下，环境感知技术、路径规划及轨迹跟踪技术、智能决策技术等智能技术已经比较成熟，且市场上也不乏成熟成品的情形下，底层平台的好坏往往对于智能车的整体性能起到决定作用。四轮独立驱动车辆控制自由度多，操纵灵活的特点，对于充分发挥智能车的优异性能具有巨大优势，对于实现智能车辆的跨越式发展具有重大意义。

然而，四轮独立驱动车辆过多的自由度，使其成为了一个过耦合、强非线性的的系统，各个分布式执行机构之间极其容易相互干扰、相互冲突，从而造成车辆整体性能的下降。

发明内容

基于上述技术问题，本发明设计开发了一种四轮独立驱动车辆转向制动协同控制方法，解决了四轮独立驱动车辆各个执行机构之间存在干扰和运动冲突，对各个分布式执行机构进行协调管理，以实现较好的操纵稳定性和轨迹跟踪性能。

本发明提供的技术方案为：

一种四轮独立驱动车辆转向制动协同控制方法，包括如下步骤：

车辆转向时，采集理想转向角后根据参考模型得到期望车身侧偏角，期望横摆角速度和期望横摆角；

通过滑模变结构控制模型，根据所述期望车身侧偏角、所述期望横摆角速度和所述期望横摆角得到前轮转向角、后轮转向角和横摆力矩后，计算得到车辆的实际车身侧偏角、实际横摆角速度和实际横摆角；

车辆制动时，基于BP神经网络PID控制模型对误差进行控制，进而对所述车辆进行转向制动协同控制；

其中，所述误差包括期望滑移率和实际滑移率的偏差，期望车身侧偏角和实际车身侧偏角的偏差和期望横摆角速度和实际横摆角速度的偏差；

所述误差为e^BPpid＝λ_d-λ+M·E；式中，M＝[0.005 0.005 0.005]，β_d为期望车身侧偏角，β为实际车身侧偏角，γ_d为期望横摆角速度，γ为实际横摆角速度，ψ_d为期望横摆角，ψ为横摆角，λ_d为期望滑移率，λ为实际滑移率。

优选的是，所述参考模型为

式中，W_d＝[δ_d]，

优选的是，所述滑模变控制结构模型为

其中，