[发明专利]基于高阶滑模的电动汽车稳定性直接横摆力矩控制方法

权利要求书

1.基于高阶滑模的电动汽车稳定性直接横摆力矩控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、理想横摆角速度计算器(4)根据信号采集与调理电路(2)检测到实际车辆(1)的方向盘转角和纵向车速，求得理想横摆角速度值；

步骤二、根据检测到的实际车辆(1)当前时刻的横摆加速度和步骤一求得的理想横摆角速度值，经基于主动控制与自适应估计的鲁棒观测器(3)获得质心侧偏角估计值；

步骤三、高阶滑模控制器(5)以横摆角速度与理想横摆角速度的偏差、由步骤二获得的实际车辆(1)的质心侧偏角两个参数作为输入变量，采用汽车稳定性直接横摆力矩的高阶滑模控制策略，计算求得满足汽车稳定性的直接横摆力矩；

步骤四、横摆力矩分配器(6)以车辆稳定裕度为目标函数，以步骤三求得的直接横摆力矩限制、车辆电机的输出限制、路面附着条件为约束条件，利用支持向量机算法计算获得实际车辆(1)四个车轮的驱动力矩或制动力矩，使汽车实际运行路径与期望路径保持一致，实现对汽车稳定性直接横摆力矩的控制。

2.如权利要求1所述的基于高阶滑模的电动汽车稳定性直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤二所述的鲁棒观测器(3)获得质心侧偏角估计值的过程如下：

根据牛顿定律，建立包含参数不确定以及干扰、噪声影响的线性二自由度车辆动力学方程如下：

x·=Ax+B1δ+f]]>

y＝Cx+Dδ(1)

式中，

x=βr,A=A11A12A21A22=-2CF+CRvxm2-aCF+bCRvx2m-12-aCF+bCRIZ-2a2CF+b2CRvxIZ,B1=B11B12=2CFvxm2CFaIZ]]>

y=αyr,C=C11C12C21C22=-2CF+CRm2-aCF+bCRvxm01,D=D11D12=2CFm0]]>

其中，β为车辆质心侧偏角，r为横摆角速度，m为车辆质量，I_z为横摆转动惯量，a为前轴到质心的距离，b为后轴到质心的距离，v_x为车辆纵向速度，δ为前轮转角，C_i(i＝F或R，即前或后)为轮胎侧偏刚度；未知函数f＝ΔA+ΔB₁δ+ξ，满足有界；其中，ΔA和ΔB₁为参数不确定项，ξ为考虑干扰、噪声影响的不确定函数项；

基于主动控制的思想设计如下形式的鲁棒观测器：

x^·=Ax^+B1δ-G(Cx^+Dδ-y)+v---(2)]]>

式中，为观测器估计的系统状态，G为设计参数矩阵，A₀＝A-GC，其中设计参数矩阵G满足A₀为Hurwitz矩阵，v为观测器的控制输入，如下：

v=-A0e-η0e+f^-τ0em/n---(3)]]>

式中，设计参数矩阵η₀和τ₀的选取满足其特征根为负；m＝3，n＝5，式(1)中f的估计值的变化率采用自适应估计的方法获得，即σ>0为设计参数，则鲁棒观测器(3)可以渐近估计出式(1)系统的车辆质心侧偏角。