[发明专利]滑移滑转率线性控制方法、装置及防抱死和驱动防滑控制系统

说明书

本申请实施例提供一种滑移滑转率线性控制方法、装置及防抱死和驱动防滑控制系统，基于仿射非线性动力学模型构建非线性控制目标泛函；根据非线性变换方程组，将非线性动力学模型拓扑等价地转换为线性状态空间模型，并据非线性变换方程组或线性状态空间模型将非线性控制目标泛函转换为线性控制目标泛函；根据极小值原理，构建第一求解方程，根据该方程得到第一解析解，并将第一解析解非线性映射为第二解析解；根据极小值原理，构建第二求解方程，当第二解析解能够使第二求解方程成立时，将第二解析解作为最佳滑移滑转率及扭矩控制量，实现对系统的防抱死控制部分的滑移率和驱动防滑控制部分的滑转率的线性控制。

技术领域

本申请涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种滑移滑转率线性控制方法、装置及防抱死和驱动防滑控制系统。

背景技术

ABS(Anti-Brake-System，自动防抱死系统)和TCS(Traction-Control-System，驱动防滑系统)是广泛应用于飞机、铁路列车、汽车等机电复合系统中的轮式装置防抱死与驱动防滑控制系统。以轮式装置的滑移滑转率的变化率等参数为控制目标，通过合理设计电控制动驱动系统的制动与驱动力控制算法，能起到在紧急制动时防止轮式驱动装置抱死，在湿滑路面上向前行驶时防止打滑的作用，最终达到使紧急制动和湿滑路面驱动行驶过程平稳顺利完成的目的。此外，为保证汽车以一定的车速按预定的行驶轨迹行驶，需要ABS和TCS同时起作用，以确保滑移率和滑转率的变化符合不同行驶工况下对驱动力和制动力的精准要求。由于不同的制动驱动力算法对滑移滑转率及其变化率的调整控制效果是不同的，所以选择滑移滑转率及其变化率的优化控制算法对ABS和TCS的实际防抱死与驱动防滑控制效果、紧急制动和湿滑路面驱动过程的平顺性、控制逻辑与控制流程的间接性、高效性和工程性都有非常重要的影响。目前针对滑移滑转率控制，典型的控制算法有逻辑门限值、PID、模糊神经网络、滑模控制、最优控制等。

其中，实现逻辑门限值控制算法的关键是计算当前车轮的滑移滑转率，并将计算得到的滑移滑转率与预先确定的门限值进行比较，以此来判断对制动和驱动液压控制系统的增压和减压操作，从而达到控制滑移滑转率的效果。逻辑门限值控制算法非常便于工程应用，但由于过于依赖具体经由且未形成系统的控制理论，所以其普遍性、可移植性、最优性均不理想。具体地，由于其控制过程中需要不断根据经验来修正制动驱动力矩，以期靠试凑的方式来逼近最佳滑移滑转率点，所以控制过程滑移滑转率、车速、轮速均会发生明显的波动，不利于制动与驱动的稳定性和舒适性，且会加剧轮胎的磨损。而PID、模糊神经网络等控制算法则依赖专家经验，可移植性差，一旦更换了新的ABS和TCS后，随着具体的结构控制参数的改变，又得花费较长时间摸索涉及适用于新的ABS和TCS的专家控制经验与算法，不利于产品的更新换代。此外，不同的专家经验必然会导致不同的控制效果，是否为最优控制效果，无法从理论上予以严格的论证，故而存在普适最优性的问题。

滑模控制算法能够在控制过程中有效克服因建模误差和外界干扰所带来的控制精度差等问题，保证滑移滑转率控制的精准实现。但是，它依然没有验证所得到的滑移滑转率变化过程是否在理论上最优这一问题。因此，其算法依然有进一步的挖掘空间，但是最优性的验证依然是最终的问题。

发明内容

为了至少部分地克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种滑移滑转率线性控制方法、装置及防抱死和驱动防滑控制系统。

为了达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种滑移滑转率线性控制方法，应用于防抱死和驱动防滑控制系统，所述方法包括：

根据所述防抱死和驱动防滑控制系统建立仿射非线性动力学模型；

基于所述仿射非线性动力学模型进行李导数运算和相对阶分析，得到非线性变换方程组；

根据所述仿射非线性动力学模型构建非线性控制目标泛函；