[发明专利]一种轮式无人平台的漂移控制方法

权利要求书

1.一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆参数和路面摩擦系数；根据车辆参数和路面摩擦系数μ采用动力学模型和轮胎模型计算漂移平衡状态时的滑移角度、前轮转角、航向角速度之间的关系，并选取一组滑移角度β_eq、航向角速度r_eq和车辆速度V_eq作为状态的期望稳定值；

根据车辆速度V、滑移角度β、航向角速度r、轮胎转速ω计算得到纵向速度V_x和横向速度V_y；然后根据所述纵向速度V_x 的变化率和横摆角速度观测车辆的纵向加速度最后根据车辆质量和纵向加速度，计算纵向的载荷转移，得到瞬时的前后轮垂向压力F_zF和F_zR；

根据期望的滑移角度、速度，和实时测量的滑移角度和速度，获得误差值e_β和e_V，然后通过一阶动态获得滑移角度和速度的期望变化率最后根据双闭环原理和运动学方程将所述期望变化率引入到滑移角度的动态方程中，得到合成航向角速度r_syn，通过一阶动态计算，得到航向角速度的期望变化率

根据所述航向角速度的期望变化率使用枚举法实现动力学模型反演，使用最优控制方法设置代价函数得到最优控制量；将所述最优控制量直接作用在前轮转向执行机构。

2.如权利要求1所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述车辆参数包括：车辆质量m，转动惯量I_z，前后轴距a、b和总轴距L，重心高度h，前后轮胎侧偏刚度C_αFC_αR，轮胎半径R。

3.如权利要求2所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述转动惯量I_z采用摆动实验法或者锤击实验法测量，或是使用下述公式计算：

或I_z＝m₁a²+m₂b²

其中，m₁，m₂为汽车前、后轴上的轴载质量。

4.如权利要求2或3所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述前后轮胎侧偏刚度C_αFC_αR采用以下方式获得：将驾驶车辆以固定速度行驶，不断增大轮胎转角，记录滑移角数据和轮胎力数据，拟合曲线，计算获得前后轮胎侧偏刚度。

5.如权利要求1或2或3所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述动力学模型如下式所示：

其中，等号左侧为航向角速度r、滑移角度β、车辆速度V的导数，δ为前轮转角，β为滑移角度，即车辆朝向和车速方向的夹角，F_xFF_yFF_xRF_yR分别为前轮和后轮收到的纵向和横向力。

6.如权利要求1或2或3所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述轮胎模型采用Fiala轮胎模型，具体如下：

z＝tan α

α_sl＝arctan(3μF_z/C_α)

其中F_z为轮胎的垂向载荷，α为轮胎的滑移角度，ξ为轮胎力的分配系数；前后轮的侧滑角度计算公式为：

7.如权利要求1或2或3所述的一种轮式无人平台的漂移控制方法，其特征在于，所述纵向速度V_x和横向速度V_y采用以下公式计算：

V_x＝Vcosβ

V_y＝Vsinβ

其中，V为车辆速度。