[发明专利]一种车辆横摆力矩控制方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种车辆横摆力矩控制方法、系统、装置及存储介质，方法包括：建立车辆动力学模型；根据车辆动力学模型，确定滑模控制器，并对所述滑模控制器中横摆角的控制权重系数、横摆角速度的控制权重系数和质心侧偏角的控制权重系数进行动态调整，得出横摆力矩控制器；根据所述横摆力矩控制器，对车辆的横摆力矩进行控制。本发明通过对滑模控制器的横摆角、横摆角速度以及质心侧偏角的控制权重系数进行动态调节，从而能设计横摆力矩控制器，有效满足了在不同工况下实现路径误差补偿和车辆稳定性协调控制的需求。本发明可广泛应用于轨道列车检测领域中。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆横摆力矩控制方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

新能源汽车已成为行业公认的自动驾驶技术的理想平台，而以轮毂电机驱动车辆为代表的新能源汽车，以其灵活、高效且精确的控制优势，为先进控制算法的实现奠定了基础，是自动驾驶技术的良好架构。轨迹跟踪作为实现自动驾驶车辆精确运动控制的基本要求与关键技术，也是自动驾驶汽车实现智能化与实用化的首要条件，对于自动驾驶汽车轨迹跟踪控制而言，除了要尽可能地保证轨迹跟踪精度以外，还要保证轨迹跟踪过程的车辆稳定性，确保车辆安全稳定的完成整个轨迹跟踪过程。因此，研究轮毂电机驱动的自动驾驶车辆的轨迹跟踪控制策略具有重要的理论意义与应用价值。

滑模变结构控制在本质上属于非线性控制的一种，在滑动模态下，滑模变结构控制算法对系统参数变化与环境干扰具有较强的鲁棒性，因此在包括轨迹跟踪控制在内的各领域得到了广泛应用。以往对路径跟随中横摆力矩控制的研究中，滑模控制器权重系数的分配策略不完善，通常导致不能实现路径跟踪和稳定性良好的协调控制，并且多数研究对轮胎利用率的限制条件较少，通常得不到适应不同工况的能力，而在轮毂电机驱动车辆平台下，四轮独立驱动可实现更多的优化控制策略。为解决上述问题，本文提出一种基于路径误差补偿和稳定性控制的横摆力矩控制器，根据不同工况更新滑模控制器的控制权重参数，并基于四车轮权重系数修正控制目标轮胎利用率，实现在不同工况下的路径误差补偿和车辆稳定性协调控制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种车辆横摆力矩控制方法、系统、装置及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆横摆力矩控制方法，包括以下步骤：

建立车辆动力学模型；

根据车辆动力学模型，确定滑模控制器，并对所述滑模控制器中横摆角的控制权重系数、横摆角速度的控制权重系数和质心侧偏角的控制权重系数进行动态调整，得出横摆力矩控制器；

根据所述横摆力矩控制器，对车辆的横摆力矩进行控制。

在本发明一实施例中，所述车辆横摆力矩控制方法还包括：

根据轮胎利用率和预设的分配策略，对所述车辆动力学模型中各个车轮的控制权重系数进行二次规划分配，建立得到目标优化函数；

根据所述目标优化函数，求解得到各个车轮的纵向力需求力矩，根据所述各个车轮的纵向力需求力矩对车辆进行控制。

在本发明一实施例中，所述的车辆动力学模型，具体如下：

其中，m代表整车质量，a、b分别代表质心至车辆前轴距离和质心至车辆后轴距离，c代表车辆半轮距，I_z代表车辆的转动惯量，γ代表车辆的横摆角速度，v_x、v_y分别代表质心沿x轴方向速度和质心沿y轴方向速度，ΔM_Z代表附加横摆力矩，F_lfl、F_lfr、F_lrl、F_lrr分别代表前后四个轮胎所受到的纵向力，F_cfl、F_cfr、F_crl、F_crr分别代表前后四个轮胎所受到的侧向力。