[发明专利]一种可拓熵权联合控制器控制方法

说明书

本发明公开了一种可拓熵权联合控制器控制方法。可拓熵权联合控制器控制方法选取无人驾驶方程式赛车的赛车前轮转角、赛车纵向速度作为特征量，计算每个特征量在赛车行驶时的节域、特征量的稳定域、可拓域；根据特征量计算实时信息熵；根据信息熵计算出各特征量的权值；依据特征量的稳定域计算出特征量与稳定域之间的关联度；根据关联度、权值确定所述赛车的转角控制输出和制动控制输出。本发明通过可拓熵权联合控制器对转向与制动进行联合控制，大大降低转向控制系统和制动系统之间由于存在耦合关系造成的干扰，减少赛车因速度过快或转向实时性不足带来的偏离赛道的风险，提高赛车的整体性能，降低控制成本。

本申请是申请号为CN202010024663.2，申请日为2020/01/10，且发明名称为一种无人驾驶方程式赛车转向与制动协调控制方法及系统的分案申请。

技术领域

本发明涉及无人驾驶领域中的一种无人驾驶方程式赛车的控制方法，尤其涉及一种无人驾驶方程式赛车的可拓熵权联合控制器控制方法。

背景技术

中国大学生无人驾驶方程式大赛是由中国汽车工程学会主办，由各高校汽车相关专业的在校大学生组队参加的汽车设计与制造类比赛。随着大赛的发展，赛车在特定赛道中的行驶速度越来越快。

现阶段的国内无人驾驶方程式赛车过弯时多采用单独的转向或制动控制，从而达到弯角处大幅减速顺利过弯，或直接采用慢速恒速控制，以保证赛车过弯时不偏离赛道，但这两种方法都将大大增加单圈时长。类似于普通家用轿车，赛车过弯时，转向和制动系统存在一定的耦合关系，且非线性性较强，如在过弯时单独采用转向或制动控制，赛车的横向稳定性有待于提高，可能导致赛车撞倒桩桶或偏离赛道。

发明内容

为减少赛车因速度过快或转向实时性不足带来的偏离赛道的风险，同时解决基于转向及制动的无人驾驶方程式赛车横向稳定性控制问题，克服车辆转向、制动动力学的耦合作用，提高赛车的整体性能，降低控制成本，本发明提供一种无人驾驶方程式赛车的可拓熵权联合控制器控制方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种无人驾驶方程式赛车的可拓熵权联合控制器控制方法，其包括以下步骤：

一、选取无人驾驶方程式赛车的赛车前轮转角δ_f及无人驾驶方程式赛车的赛车纵向速度u作为特征量，计算每个特征量在所述赛车行驶时的节域P、特征量的稳定域J、可拓域E；

节域P为

特征量的稳定域J为

可拓域E为

其中，δ_f表征所述赛车的转向控制特性；u表征所述赛车的制动控制特性；δ_f1为所述赛车的最大前轮转角，δ_f2为保证所述赛车正常行驶的最大前轮转角，u₁为所述赛车的最大纵向速度，u₂为保证所述赛车正常行驶的最大纵向速度；

二、定义D(δ_f,u)为某一时刻所述赛车的特征状态，并对特征量进行标准化处理，得到标准化之后的特征量D(δ_f′,u′)，标准化公式为：

D(δ_f′,u′)＝(D(δ_f,u)-D_min(δ_f,u))/(D_max(δ_f,u)-D_min(δ_f,u))

其中，D_min(δ_f,u)和D_max(δ_f,u)由节域P得到；

三、根据所述特征量计算实时信息熵E(δ_f,u)，所述实时信息熵E(δ_f,u)的计算方法包括以下步骤：