[发明专利]基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法

权利要求书

1.一种基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.在自动驾驶状态下，确定控制EPS电机力矩的H_∞控制器；具体包括：

S11.将驾驶员和车辆模型统一为增广矩阵形式，得到人机共驾的横向控制系统状态空间表达式：

其中，为状态变化率；所述δ_sw为方向盘转角；为方向盘转角变化率；δ_f为前轮转角；β为车辆航向角；ω_r为车辆横摆角；A₁、B₂、B₁、C₁以及D₁均为状态矩阵；z为系统输出；u(t)为EPS电机输出力矩；ω(t)为驾驶员干扰力矩；

S12.将所述u(t)替换为-kx，并带入表达式(1)，得到如下表达式：

其中，D₂为状态矩阵；k为状态反馈控制器；所述Z＝(δ_swβω_r)^T；ω(t)为驾驶员干扰力矩；

S13.引入Riccati方程，并求取所述Riccati方程的正定解P，得到状态反馈控制器其中，u为输入控制变量；

S14.将所述状态反馈控制器作为控制EPS电机力矩的H_∞控制器；

S2.调整所述H_∞控制器的控制参数，使得车辆输出目标方向盘转角；

S3.在驾驶员接管车辆的情况下，确定控制驾驶员输入的保性能控制器；具体包括：

S31.确定驾驶员手臂横向线性不确定模型：

其中，为状态变化率；A₂为状态矩阵；ΔA以及ΔB均为矩阵函数；x为状态变量，所述δ_sw为前轮转角；为前轮转角变化率；T_a为转向电机作用力矩；X₄为状态量；B₃为对应状态矩阵；u(t)为目标方向盘转角；y为系统输出；C₂为状态矩阵；D₃为对应状态矩阵；

S32.确定驾驶员手臂横向线性不确定模型的性能指标：

其中，J为目标函数；e(t)为目标轨迹与实际轨迹误差；Q为分配系数矩阵；u(t)为控制变量；R为分配系数矩阵；

S33.求取对称正定矩阵P、黎卡提增益矩阵K以及标量ε以满足设定的线性矩阵不等式；

S34.对所述设定的线性矩阵不等式进行求解，得到状态反馈控制器u*(t)；所述状态反馈控制器u*(t)＝-Kx(t)；其中，K为为黎卡提增益矩阵；x(t)为状态变量，所述

S35.将状态反馈控制器u*(t)作为控制驾驶员输入的保性能控制器；

S4.调整所述保性能控制器的控制参数，使得车辆输出目标方向盘转角。

2.根据权利要求1所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法，其特征在于：根据如下公式确定Riccati方程：

其中，A为系统状态矩阵；γ为设定常数。

3.根据权利要求1所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法，其特征在于：根据如下公式确定设定的线性矩阵不等式：

其中，D为单位常数矩阵；A以及B均为状态矩阵；E_a以及E_b均为参数不确定性的矩阵；I为单位矩阵；Q以及R均为分配系数矩阵。