[发明专利]一种抗扰动的车辆主动制动控制系统及方法

权利要求书

1.一种抗扰动的车辆主动制动控制系统，其特征在于，包括：

伺服电机及传动机构，用于执行控制器指令，输出位移量x_ser，推动制动主缸活塞在制动主缸内建立压力；

制动主缸P-V特性转换模块，用于将伺服电机及传动机构的输出位移量x_ser转换为输出压力F_p，并反馈至压力控制单元；

压力控制单元，用于根据目标制动压力F_{p_ref}与制动主缸输出压力F_p，得到传动机构的目标位移量x_{ser_d}，所述的目标位移量由前馈项分量和PI控制器输出的反馈项分量叠加得到；所述的前馈项分量根据目标制动压力F_{p_ref}及制动主缸P-V特性得到；所述的PI控制器用于消除目标制动压力F_{p_ref}与制动主缸输出压力F_p的静态误差，得到反馈项分量；

非线性控制单元，包括扩张状态观测器和反步控制模块两部分；所述的扩张状态观测器用于估计系统扰动以及未知的状态变量，得到状态估计量反步控制模块用于根据扩张状态观测器的状态估计量以及传动机构的目标位移量x_{ser_d}，获取伺服电机电压给定值u_ref；

限幅器，用于根据实际工况对非线性控制单元的输出电压进行限幅；

带宽计算单元，用于计算非线性控制单元中的扩张状态观测器的带宽值ω₀的取值范围；

PWM换流器，用于调制参考电压输入，触发换流器开关管动作，驱动伺服电机及传动机构；

压力控制单元接收目标制动压力F_{p_ref}与制动主缸输出压力F_p后，输出目标位移量x_{ser_d}至非线性控制单元中的反步控制模块；反步控制模块同时接收扩张状态观测器输出的状态估计量然后输出伺服电机电压给定值u_ref至限幅器，经限幅后作为参考电压输出至PWM换流器；PWM换流器驱动伺服电机及传动机构输出位移量x_ser并反馈至扩张状态观测器，所述扩张状态观测器同时接收带宽计算单元输出的带宽值ω₀，得到状态估计量与此同时，制动主缸P-V特性转换模块接收伺服电机及传动机构的输出位移量x_ser，然后输出F_p至压力控制单元形成闭环。

2.如权利要求1所述的一种抗扰动的车辆主动制动控制系统，其特征在于，所述的状态变量表示为其中表示x_ser的导数，k_i为传动系数，k_t为转矩系数，m_E为制动系统等效质量，i为伺服电机的电枢电流，q(t)为扰动项。

3.如权利要求2所述的一种抗扰动的车辆主动制动控制系统，其特征在于，所述的扰动项包括制动系统方程中的伺服电机电压方程中参数的变化量、电机交直轴耦合项、以及逆变器死区非线性。

4.如权利要求1所述的一种抗扰动的车辆主动制动控制系统，其特征在于，所述非线性控制单元中的反步控制模块的控制输出如下：

其中，x_{i_des},i＝1,2,3为虚拟控制量，x_{ser_d}为传动机构的目标位移量，为扩张状态观测器的状态估算量，k_i,i＝1,2,3为系统稳定性调节常数，f₁(·)和f₂(·)为制动系统方程表达式，为x_{1_des}的一次导数，为x_{1_des}的二次导数，为的一次导数。