[发明专利]基于随机时滞的车辆稳定性评价方法

摘要

一种基于随机时滞的车辆稳定性评价方法，属于控制技术领域。本发明的目的是应用随机算法选取随机时滞参数来模拟实际车辆行驶过程中出现的滞后现象，判断车辆在固定工况下行驶稳定性的基于随机时滞的车辆稳定性评价方法。本发明步骤是：随机算法选取随机时滞，一维随机数算法，用两个一维均匀分布随机数发生器联合后得到的二维随机向量是服从二维均匀分布的，同理得到的三维随机向量是服从三维均匀分布的，三维随机数其归一化和范围放缩。本发明加入随机算法，无需单独重复做大量实验、记录对比，可以自动进入循环过程，随机选取延迟参数，使得数据传输过程更接近实际，仿真更具现实性，循环时记录结果，省时省力。

主权项

1.一种基于随机时滞的车辆稳定性评价方法，其特征在于：其步骤是：(1)随机算法选取随机时滞：随机算法是用来生成在归一化区间上的随机数作为随机时滞参数τ1、τ2或τ3，首先根据系统模型来判定是否需要为τ1，τ2和τ3都选择参数范围，若需要，则选择产生三维随机数据；若需要为其中两个选择参数范围，则选择产生二维随机数据；若只需要为其中一个选择参数范围，则选择产生单变量随机数据；(2)一维随机数算法的数学描述如下：xn＝(axn‑1+b)(mod M)    (1)x0为初值，M为模数，a为乘子，b为增量，xn，a，b，M均为非负整数。mod M的意思是对M取余数，从而有：0≤xn＜M    (2)(3)用两个一维均匀分布随机数发生器联合后得到的二维随机向量是服从二维均匀分布的，同理得到的三维随机向量是服从三维均匀分布的，三维随机算法数学描述如下：‑xn＝(axn‑1+b)(mod M)    (3)yn＝(cyn‑1+d)(mod M)(4)zn＝(pzn‑1+q)(mod M)(5)(4)三维随机数其归一化和范围放缩数学描述如下：rn＝xn/M,rn∈[0,1)    (6)tn＝yn/M,tn∈[0,1)    (7)in＝zn/M,in∈[0,1)    (8)τ1＝x1+y1×rn+z1×rn,τ1∈[x1,x1+y1+z1)       (9)τ2＝x2+y2×tn+z2×tn,τ2∈[x2,x2+y2+z2)    (10)τ3＝x3+y3×in+z3×in,τ3∈[x3,x3+y3+z3)     (11)(5)首先考虑车辆系统反馈控制信号的时间滞后，即只含横摆角速度时滞的车辆动力学微分方程可由二自由度模型推出如下，在控制项上加入时滞参数τ1：式中，Cγ(t)为主动控制力矩项；m为汽车质量；k_f,k_r分别为车辆前后轮总侧偏刚度；β为车辆质心侧偏角；f,r分别为车辆质心到前轴和后轴的距离；δ为车辆前轮转角；I_z为车辆绕z轴的转动惯量；C为扭矩控制系数；横摆角加速度；是在y轴分量上的加速度；γ是车辆横摆角速度；(6)其次考虑驾驶员对道路环境信息感知上的时间滞后，即只含有驾驶员模型时滞τ2，采用如下模型：式中，K1表示人工控制增益；s表示复数域时间量；Ta为驾驶员操控时间常数；Tl表示驾驶员的误差平滑滞后时间常数，或称中枢传递和加工信息的时间；Tn表示驾驶员调节神经和收缩肌肉的延迟，τ2表示驾驶员的传输滞后，即人的反应延缓时间；其中，表示人固定不变的特性部分；表示人误差的校正环节；(7)最后考虑驾驶员决策中操控转向盘和制动踏板在制动转向时间上的滞后，即只含制动转向时滞τ3；附加横摆力矩ΔMz与轮胎制动力ΔFxi的关系：式中，d1,d2分别表示车轮前后轮距；ΔFxi(i＝fl,rl,fr,rr)是四个车轮的制动力；t是控制时间；Lf是前轮轴心到汽车质心的距离；δc表示车辆前轮转角。