[发明专利]电动汽车网络化运动控制系统复合结构回路时滞分析方法

说明书

本发明属于电动汽车网络化运动控制技术及系统领域，具体为电动汽车网络化运动控制系统复合结构回路时滞分析方法，基于网络节点延时组件和控制回路延时链等概念，结合系统学思路的控制回路延时链类型分析，基于上确界算子开展延时包络分析，推导出延时上界数学公式，实现电动汽车网络化运动控制系统回路延时的准确分析。本发明作为一种系统回路时滞分析方法，可准确得出电动汽车网络化控制系统回路中网络诱导延时的上界，为设计高可靠车辆运动控制器、确保车辆运动控制稳定性，进而提升车辆运行安全提供技术方法支持。

技术领域

本发明属于电动汽车网络化控制技术及系统领域，具体为电动汽车网络化运动控制系统复合结构回路时滞分析方法。

背景技术

汽车运动控制是汽车技术发展的经典话题。近年来，随着电动汽车的快速发展，如何实现稳定高效的电动汽车运动控制成为汽车行业发展的焦点问题。传统的机械和液压结构存在着诸如体积大，响应慢，不易布置等问题，不能满足日益严苛的电动汽车运动控制系统要求；另一方面，随着半导体集成技术与工业现场总线技术的发展，性能优良、价格低廉的片上系统与车载网络使得电动汽车网络化运动控制系统成为可能。

汽车网络化运动控制系统使用线控技术和车载网络采集车辆状态信号和发送控制命令，取代了传统的机械和液压传动装置，具有体积小、布置灵活、可控性好和响应速度快等特点，为实现准确快速的车辆动力学控制提供了可能。

另一方面，车载网络的使用将不可避免地引入信号传输延时。延时将直接影响车辆运动控制的实时性和系统稳定性，进而影响汽车运行安全，成为电动汽车网络化运动控制技术发展的新挑战。现有的时滞分析方法，如网络推演理论、马尔科夫延时模型，大多聚焦于系统部分环节的延时分析，导致延时上界的估计不准确，均具有一定的局限性，无法满足电动汽车网络化运动控制系统的实时应用需求，致使控制器的实时性与系统稳定性降低，进而影响汽车运行安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有网络时滞分析方法缺陷，提出一种电动汽车网络化运动控制系统复合结构回路时滞分析方法，可得出电动汽车网络化运动控制系统控制回路的最大延时，为网络时滞下控制算法的设计提供数据支撑，从而提高控制器的实时性与系统稳定性，进而提升电动汽车运行安全。

本发明是通过以下具体步骤来实现的：

电动汽车网络化运动控制系统复合结构回路时滞分析方法，包括以下步骤：延时分析相关概念及定义；延时系统类型分析；回路延时包络分析。其中，步骤延时分析相关概念及定义为步骤延时系统类型识别和步骤回路延时包络分析提供概念支撑；步骤利用步骤相关概念进行延时系统类型统计，并为步骤提供延时包络分析对象；步骤延时回路包络利用步骤相关概念和步骤分析对象，推导得出系统回路延时上界的数学表达。

步骤包括四个概念定义，分别为网络节点延时组件、控制回路延时链、延时链类型分析和延时边界包络分析。其中，网络节点延时组件,是对一个网络节点具有的复合延迟时间的描述；控制回路延时链，是对一个控制回路具有的复合延迟时间的描述；延时链的类型分析，是关于由不同触发模式网络节点组成的各种控制回路延时链的类型分类的描述；延时边界包络分析，是寻找控制回路延时链延时上界的描述；网络节点延时组件由延时元件任务排队时间、任务执行时间、通信排队时间和通信执行时间组成。

网络节点类型包括传感器节点、控制器节点和执行器节点，其中，对于传感器节点，时间触发模式下，其延时组件包括任务执行时间、通信排队时间和通信执行时间；事件触发模式下，其延时组件包括任务执行时间、通信排队时间和通信执行时间；对于控制器节点，时间触发模式下，其延时组件包括任务排队时间、任务执行时间、通信排队时间和通信执行时间；事件触发模式下，其延时组件包括任务执行时间、通信排队时间和通信执行时间；对于执行器节点，时间触发模式下，其延时组件包括任务排队时间和任务执行时间；事件触发模式下，其延时组件包括任务执行时间。