[发明专利]一种基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法

说明书

本发明公开一种基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法，包括以下步骤：获取车辆行驶信息，计算PID控制扭矩Torque_PID、坡道补偿扭矩Torque_Slope、摩擦扭矩Torque_Friction、加速度前馈扭矩Torque_Feedforward，其中，摩擦扭矩Torque_Friction包括空气阻力扭矩Torque_AirFriction；将PID控制扭矩Torque_PID、坡道补偿扭矩Torque_Slope、摩擦扭矩Torque_Friction和加速度前馈扭矩Torque_Feedforward进行求和，以得到综合扭矩Torque_Total，然后通过综合扭矩Torque_Total来控制车辆加速度。通过本发明的基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法，有效地提升了自动驾驶车辆加速度跟踪的快速性及精度指标，使得车辆行驶更平顺，提升了体验感，并极大地提高了车辆的安全系数。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法。

背景技术

无论燃油车还是电动车，控制车辆的加速度最直接的控制指标是输入给发动机系统的请求扭矩。自动驾驶车辆的加速度控制直接影响车辆的控制效果，若加速度控制不平顺不但乘车体验大打折扣，同时车辆的安全系数降低，在对自动驾驶纵向功能开发过程中，如何快速、准确的响应规划层输入的期望加速度是控制层要解决的核心问题。目前，较为常用的加速度跟踪控制算法为经典PID控制，然而，仅依赖经典PID控制很难同时满足快速性和准确性的要求，例如中国专利文献CN110703589A公开了一种基于双PID控制算法的下层控制策略,采用两套PID控制模型并联调控，通过考虑到期望加速度与实际加速度之间的时间延长和增益，解决驾驶员因加速过程中产生顿挫感的舒适性问题。由于车辆动力执行机构均有响应延迟，尤其是燃油车的发动机，单纯靠传统的PID控制策略很难将车辆控制平稳，很难满足快速性、实时性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法，能有效提升自动驾驶车辆加速度跟踪的快速性及精度指标，以使车辆行驶更平顺，体验感更好，并能提高车辆的安全系数。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于自适应PID算法的自动驾驶加速度控制方法，包括以下步骤：

(S1)获取车辆行驶信息，计算PID控制扭矩Torque-PID、坡道补偿扭矩Torque-Slope、摩擦扭矩Torque-Friction、加速度前馈扭矩Torque-Feedforward，其中，摩擦扭矩Torque-Friction包括空气阻力扭矩Torque-AirFriction；

(S2)将PID控制扭矩Torque-PID、坡道补偿扭矩Torque-Slope、摩擦扭矩Torque-Friction和加速度前馈扭矩Torque-Feedforward进行求和，以得到综合扭矩Torque-Total，然后通过综合扭矩Torque-Total来控制车辆加速度。

进一步，PID控制扭矩Torque-PID的计算公式为：

其中，Δa为期望减速度与当前实际减速度的差值，V_h为本车车速，f₁(V_h)、f₂(V_h)和f₃(V_h)分别为V_h的自适应增益函数；f₁(Δa)为Δa的自适应增益函数。