[发明专利]一种基于类PID-STSM的AFS/DYC集成控制方法

权利要求书

1.一种基于类PID-STSM的AFS/DYC集成控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于车辆二自由度模型，引入横向加速度a_y，以横向加速度a_y和横摆角速度γ为反馈构建质心侧偏角观测器；

所述步骤1中车辆系统质心侧偏角观测器的建立过程包括如下：

1.1、建立基于车辆的二自由度模型：

1.2、将引入车辆二自由度模型，并令X＝[γ β]^T,Y＝[γ a_y]^T,u＝δ_f，可以得到如下状态空间方程：

其中m为汽车质量，K_f为前轴侧偏刚度，K_r为后轴轮侧偏刚度，I_z为整车绕z轴的转动惯量，x表示纵向运动，y表示横向运动，a为车辆前轴到质心的距离，b为车辆后轴到质心的距离，v_x为纵向速度，v_y为横向速度，γ为车辆的横摆角速度，β为质心侧偏角，a_y为车辆的侧向加速度，δ_f为车辆的前轮转角，M是由四个轮毂电机产生的总附加力矩；

1.3、建立如下质心侧偏角观测器：

其中为待设计参数，其由决定观测器收敛速度的待设计极点η₁,η₂决定，为X,Y的估计值，为β的估计值；

步骤2、将车辆二自由度模型解耦并引入扰动项得到被控数学模型；

所述步骤2的实现包括如下：

将二自由度车辆模型通过拉普拉斯变换及拉普拉斯反变换实现γ和β的解耦，并引入由外扰和内扰所组成的集总扰动d₁,d₂，得到如下数学模型：

其中

φ₁＝A₁₂B₂-A₂₂B₁,

φ₃＝A₂₁B₁-A₁₁B₂,

步骤3、设计类PID扰动观测器；

步骤4、设计基于类PID扰动观测器的复合超螺旋滑模控制器；

步骤5、设计主动前轮转向和直接横摆力矩权重分配策略，并设计基于垂直载荷的直接横摆力矩系统四轮力矩分配策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于类PID-STSM的AFS/DYC集成控制方法，其特征在于，还包括：针对该模型对应的误差系统，用β的估计值代替不可测变量β，得到：

其中

e_γ＝γ-γ_d,

U₁＝φ₁δ_f+φ₂M,U₂＝φ₃δ_f+φ₄M,

γ_d,β_d分别为横摆角速度和质心侧偏角的期望值。

3.根据权利要求2所述的一种基于类PID-STSM的AFS/DYC集成控制方法，其特征在于，所述γ_d,β_d的求解公式如下：

其中为车辆稳定系数，μ为地面附着系数，g为重力加速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于类PID-STSM的AFS/DYC集成控制方法，其特征在于，所述步骤3中类PID扰动观测器被建立如下：

对于系统，该系统的扰动观测器构建如下：

其中ω_γ为上述观测器的带宽；

对于系统，该系统的扰动观测器构建如下：

其中ω_β为上述观测器的带宽。