[发明专利]一种提升操稳性能的线控转向系统自适应反推控制方法

权利要求书

1.一种考虑不确定性的车辆自适应反推控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立转向系统模型，根据转向系统模型得到转向系统的动力学方程为：

公式(7)中m为车身质量，I_z表示为侧偏转动惯量，V为车辆运行速度，F_yf和F_yr分别表示前后轮侧向力；l_f和l_r分别表示质心到前后轮的距离；M_z表示执行器主动侧偏力矩，x₁表示车辆侧偏角度，x₂表示车辆横摆角度，x₃表示车辆侧偏角速度，x₄表示横摆角速度；

步骤2，设计参考模型系统；

所述步骤2具体为：基于实际车辆非线性和不确定性系统模型，建立新侧偏角与参考模型的传递函数关系：

其中：

β_d(s)是以复频率s为因变量的侧偏角函数

s为复频率

k_z是可调的参数，k1、k2为常数，δ为轮胎转角，δ(t)为轮胎转角随时间的变换,v为车速，k_us为稳定因子，β为车体侧偏角；

传递函数前置增益提取的范围在1到∞之间任意大的正整数，并取其平方；ε₁为设计参数；

a₂＝(l_rC_r-l_fC_f)μc₂＝l_fC_fμ

通过式(8)可以保证虚拟控制输入α收敛到期望横摆角速度，μ为轮胎系数，C_f为前轮轮胎弹性系数；C_r为后轮轮胎弹性系数；

r_d＝qδ           (9)

由式(8)和式(9)可以得到参考模型下理想的侧偏角度β_d和横摆角速度r_d；

步骤3，基于理想传动比设计自适应反推控制器，具体包括：

步骤31：设置车辆前轮转角相对车辆响应的转向增益，设置方向盘转角相对车辆响应的转向增益；

步骤32：将不确定参数考虑于转向系统模型中，同时将车辆的横摆角速度作为虚拟控制变量，通过虚拟控制确保车辆横摆角速度稳定；

步骤33：设计实际主动控制力矩，使得动态误差趋近于零或有界；定义自适应控制律；

步骤34：验证系统动态稳定性。

2.根据权利要求1所述的考虑不确定性的车辆自适应反推控制方法，其特征在于：所述步骤31具体为：设是车辆前轮转角δ_f相对车辆响应y的转向增益，是方向盘转角δ_h相对车辆响应y的转向增益：

又根据传动比定义：

δ_h＝iδ_f        (11)

以车速V和方向盘转角δ_h为输入，理想传动比i为输出的模糊控制器实现对理想传动比的求解，最终根据式(11)得到整车系统的理想的前轮转角输入δ_f。

3.根据权利要求2所述的考虑不确定性的车辆自适应反推控制方法，其特征在于：所述步骤32中：将不确定参数考虑于转向系统中，同时将车辆的横摆角速度r作为虚拟控制变量，通过虚拟控制确保车辆横摆角速度r的稳定；

选择虚拟控制变量，可得：

η＝η_m+η_f           (14)

其中

Δ₁为界限值

对e₁(t)进行求导，可得：

其中，e₁，e₂为跟踪误差。