[发明专利]一种基于AFS和DYC的轮毂式电动汽车协调控制方法

权利要求书

1.一种基于AFS和DYC的轮毂式电动汽车协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建车辆线性二自由度车辆动力学模型，根据实际横摆角速度与其理想值的误差，设计一种基于扰动观测的主动前轮转向二阶滑模控制器；

步骤2、构建车辆非线性七自由度车辆动力学模型，根据实际横摆角速度与其理想值的误差，设计一种新的自适应超螺旋直接横摆力矩滑模控制器；

步骤3、构建参数性能指标分析模块，将状态观测器观测的实际质心侧偏角及其导数的值以及侧向加速度传感器获取的实时值传递至状态辨识模块；

步骤4、状态辨识模块对已收集到的质心侧偏角及其导数值和侧向加速度值进行严格定量分析，并依据上述状态变量对车辆行驶区域进行判定划分；

步骤5、根据状态辨识模块对车辆行驶区域划分的结果，对权值分配系数进行设计；

步骤6、将权值分配系数输出至AFS子系统和DYC子系统，构建协调控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于AFS和DYC的轮毂式电动汽车协调控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，基于扰动观测的主动前轮转向二阶滑模控制器设计过程如下：

首先，构建以下包含扰动的车辆线性二自由度模型：

其中，I_z为转动惯量，β为质心侧偏角，ω_r为横摆角速度，K_f、K_r分别为前、后轮侧偏刚度，m为整车质量，V_x为纵向车速，a、b分别为质心到前、后轴的距离，δ_f为前轮转角输入，d(t)为包含系统不确定和外界干扰的集总扰动；

基于上述线性二自由度模型，得到理想横摆角速度ω_rd的计算公式如下：

其中，稳定系数L＝a+b，μ为路面附着系数，g为重力加速度；

最终，基于扰动观测的主动前轮转向二阶滑模控制器δ_f设计为

其中，s＝ω_r-ω_rd，为质心侧偏角观测值，λ、α为控制增益，v为中间变量，m为待调参数，是对集总扰动的估计值，sign为符号函数。

3.根据权利要求2所述的基于扰动观测的主动前轮转向二阶滑模控制器，其特征在于，二阶滑模控制器由以下控制算法得来

其中，x₁、x₂为状态变量，λ、α为控制增益，m≥2为待调参数。

4.根据权利要求2所述的一种基于AFS和DYC的轮毂式电动汽车协调控制方法，其特征在于，扰动的估计值由以下扰动观测模块得来

其中，P为内部状态，L₁为增益，G₁＝B₂，G₂＝1，F＝A₂₁β+A₂₂ω_r，滑动变量s＝ω_r-ω_rd，δ_f为AFS模块前轮转角输入。

5.根据权利要求1所述的一种基于AFS和DYC的轮毂式电动汽车协调控制方法，其特征在于，所述步骤2中，一种新的自适应超螺旋直接横摆力矩滑模控制器设计过程如下：

首先，构建车辆非线性七自由度模型：

其中，I_z为转动惯量，ω_r为横摆角速度，F_ufl、F_ufr、F_yrl、F_yrr分别为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的侧向力，a、b分别为质心到前、后轴的距离，d_f为前轮轮距，M_z为附加横摆力矩，δ为前轮转向角；

接着，依据上述模型设计一种新的自适应超螺旋直接横摆力矩滑模控制器：

其中，s＝ω_r-ω_rd，v为中间变量，为自适应增益。