[发明专利]一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法

权利要求书

1.一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、通过实验数据确定防车辆后轴侧向力饱和的后轴车轮侧偏角约束值α_m；

二、将防四轮独立驱动电动车过度转向的控制问题转换为后轴侧偏角约束控制问题，即：α_r≤α_m，α_r为后轴车轮侧偏角；

三、将后轴车轮侧偏角约束控制问题转化为车辆质心侧偏角β和横摆率γ表示的约束控制问题，即：l_r为质心到后轴车轮的距离，v_x为质心纵向车速；

四、取将以车辆质心侧偏角β为横坐标，以横摆率γ为纵坐标的空间划分为两个空间：后轴车轮侧偏角超出约束值α_m的空间和后轴车轮侧偏角未超出约束值α_m的空间；

五、当车辆质心侧偏角β和横摆率γ处于后轴车轮侧偏角未超出约束值α_m的空间时，采用保证闭环稳定的横摆率跟踪控制方法；

六、当车辆质心侧偏角β和横摆率γ运动轨迹与约束方程相交时，设计鲁棒不变集控制器将车辆质心侧偏角β和横摆率γ控制在交点的一个不变集内。

2.根据权利要求1所述的防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，其特征在于所述步骤五中，采用保证闭环稳定的横摆率跟踪控制方法如下：

(1)以质心侧偏角β和质心横摆率γ为状态变量，x＝(β,γ)^T，内外侧车轮扭矩差ΔT作为控制量，u＝ΔT，考虑系统未建模动态特性w＝[w₁ w₂]^T，得到单轨侧向动力学模型如下：

其中：

式中，m为整车质量，v_x为质心纵向速度，I_z为车辆绕质心处z轴方向的转动惯量，C_f,r为前后轴平均侧偏刚度，l_f,r为前后轴到质心的距离，b为平均轮距，R为前轮转向角，δ为前轮转向角，w₁为内外侧车轮侧向力折算到轴侧向力时产生的误差，w₂为内外侧车轮滚动扭矩和风阻扭矩差折算到轴侧向力时产生的误差；

(2)采用任何保证公式(4)闭环稳定的控制器即可。

3.根据权利要求2所述的防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，其特征在于所述步骤六中，鲁棒不变集控制器的设计步骤如下：

(1)设公式(4)描述的系统的状态轨迹与约束方程相交于A1点，记A1的坐标为(x₁₀,x₂₀)^T，则A1点的动力学方程为：

(2)当公式(4)描述的状态轨迹与约束方程相交时，设z₁＝x₁-x₁₀，x₂＝x₂-x₂₀，则：

其中，z＝(z₁,z₂)^T，

(3)若z(t₀)∈Ω，且在控制律的作用下，有：

式中，Ω为鲁棒不变集；

(4)若存在正定对称阵X∈R^n×n，矩阵Y∈R^m×n，标量λ＞0，μ＞0，使得如下线性矩阵不等式成立：

且令P＝X^-1，K＝YX^-1，则得到鲁棒不变集控制量