[发明专利]一种参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制方法

说明书

一种参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制方法，包括如下步骤：1)、建立车辆自适应巡航系统三阶状态空间数学模型；2)、定义车辆自适应巡航系统在t时刻的鲁棒控制函数；3)、通过车载传感器得到当前时刻前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度，通过无线信道传输得到当前时刻前车加速度，根据方程式(4)实时计算车辆自适应巡航系统安全车间距控制量u₁(t)，驱动本车跟踪前车运动状态；在下一个控制周期时，通过车载传感器得到前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度，通过无线信道传输得到前车加速度，如此周而复始，实现本车高稳定性和实时性的参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制。本发明理解直观、设计简单、易于实现。

技术领域

本发明属于车辆巡航自动控制领域，参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制方法。

背景技术

车辆自适应巡航控制能够通过车载传感系统及其他通信方式获得自车状态信息以及周围车辆信息,利用加速度控制算法调节车辆加速度，从而与前车保持稳定安全车间距。这不仅能够提高了车辆驾驶的安全性和舒适性，减轻驾驶员的负担，同时也能有效地降低了车辆行驶的能耗，提升道路交通流量密度。因此，对于车辆自适应巡航控制系统的研究一直是车辆自动控制和智能化领域的热点。现有的车辆自适应巡航系统控制方法的理论研究有模糊控制方法、滑模控制方法、模型预测控制方法，基于神经网络的车辆巡航控制方法等。在大多数控制方法中，设计控制器往往都需要先对系统进行动力学分析，建立起系统状态模型。而在实际系统中，系统结构的动力学分析通常存在着很多不确定的因素，因此，如需进行高准确性的系统建模，建立的系统状态模型也通常将会伴随着时变的不确定参数。影响车辆系统性能的不确定因素大致可分为两方面，一是系统本身特性具有的不确定性，如材料属性，器件设备的损耗老化等；二是外部环境具有的不确定性，如道路崎岖颠簸，雨雪天气等。这两方面的不确定性都会使得车辆的整车性能受到影响，相应建立的车辆系统状态模型中的相关参数也会发生变化。仅基于恒定参数的系统模型设计的控制器在实际应用中，可能会因系统状态模型与实际车辆系统状态存在较大差异而对整车行驶的稳定性产生较大影响。因此，随着近年来对汽车整车控制性能和稳定性要求的提高，探索在参数不确定车辆系统状态模型下的高稳定性的车辆自适应控制方法，成为车辆巡航自动控制领域的一个十分具有理论意义和实用价值的研究方向。

发明内容

为了考虑实际存在的车辆发动机性能不稳定，即发动机时间常数参量具有不确定性的问题，本发明提供一种理解直观、设计简单、易于实现的参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种参数不确定自主车辆变速巡航系统鲁棒控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

1)、建立车辆自适应巡航系统三阶状态空间数学模型，参见式(1)：

其中，下标1表示本车，下标0则表示前车；变量t表示时间；状态变量δ₁(t)、Δν₁(t)和a₁(t)分别表示在t时刻前车与本车的间距误差、相对速度和本车加速度；a₀(t)表示在t时刻前车的加速度；u₁(t)表示在t时刻本车的命令加速度；参数h₁和分别为时间间隔和发动机时间常数，为发动机时间常数的时变不确定增量；

取x₁＝[δ₁ Δν₁(t) a₁]^T，式(1)转化为矩阵形式，参见式(2)：

其中，

ΔA₁(t)，ΔB₁(t)为时变结构不确定性，具有以下形式：