[发明专利]面向协同自适应巡航控制预期功能安全的容错控制方法

权利要求书

1.一种面向协同自适应巡航控制预期功能安全的容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型，以雷达传感器性能缺陷作为增广状态，构造增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型；

根据所述增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型，构造包含控制执行性能缺陷模型的传递参数，建立包含控制执行性能缺陷估计的传递参数估计器、增广状态估计器和控制执行性能缺陷估计器，构造触发条件检测方法；

根据所述传递参数估计器、所述增广状态估计器和所述控制执行性能缺陷估计器输出的传递参数估计值、增广状态估计值、控制执行性能缺陷估计值、以及所述触发条件检测方法输出的触发条件检测结果，计算面向协同式自适应巡航控制预期功能安全的多性能缺陷主动容错控制率；

将所述多性能缺陷主动容错控制率作为车辆驱动、制动控制执行的控制输入，生成可容忍协同式自适应巡航控制系统性能缺陷的车辆加速踏板开度和制动踏板开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型为：

y_i(t)＝C_ix_i(t)+P_s,ip_i(t)

其中，

u＝[a_i a_i-1]^T

x_i＝[ε_i Δv_i a_i]^T为系统状态向量，ε_i为相对距离误差，Δv_i为相对速度，a_i为自车加速度，a_i-1为前车加速度，B_i为输入矩阵，u_i为控制输入，A_i为系统矩阵，h为车头时距，ζ_i为发动机时间常数，B_pi为执行器性能缺陷矩阵，f_pi为执行器性能缺陷向量，C_i为输出矩阵，P_s,i为雷达传感器性能缺陷参数矩阵，p_i为雷达传感器性能缺陷向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述增广状态为其中p_i＝[p_rdi p_rvi]^T，所述增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型表达式为：

定义C_1i＝[C_i P_s,i]，简化的增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型为：

其中，O为维度适当的零向量，I为维度适当的单位向量，p_rdi、p_rvi分别为雷达传感器由性能缺陷造成的对两车相对距离、相对速度测量的测量偏差数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传递参数为：

所述传递参数估计器表达式为：

所述增广状态估计器表达式为：

所述控制执行性能缺陷估计器表达式为：

其中，N_i为观测器增益矩阵，为增广系统的输出估计；α_i为给定参数；为传递参数估计结果；为增广状态向量估计值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构造触发条件检测方法进一步包括：

构造的雷达传感器相关的触发条件检测方法为：

构造的控制执行相关的触发条件检测方法为：

式中，J_{th_rdi}、J_{th_rdi}分别为雷达传感器测量相对距离、相对速度的性能缺陷阈值，J_thp为控制执行性能缺陷阈值。