[发明专利]一种基于可拓控制理论的智能车辆主动转向控制方法

说明书

本发明公开了一种基于可拓控制理论的智能车辆主动转向控制方法，属于智能车主动转向控制技术领域，该控制方法包括以下步骤:步骤一，以整车二自由度动力学模型作为参考模型；步骤二，基于可拓控制理论设计智能车辆主动转向控制算法：首先，选取侧向速度v_y和横摆角速度ω_r作为特征量，组成二维特征空间；其次，确定各个特征量的容许范围和最大可调范围，建立可拓控制集合；然后，建立关于特征量侧向速度v_y和横摆角速度ω_r的关联函数K(S)；最后，根据关联函数K(S)值判断控制区域，采取不同的控制输出方式。本发明将可拓控制理论成功运用到智能车辆主动转向控制技术中，并且满足了车辆主动转向控制的要求。

技术领域

本发明属于汽车人控制系统技术领域，特别涉及了一种基于可拓控制理论的智能车辆主动转向控制方法。

背景技术

智能车辆作为智能交通的重要组成，提高了现代城市生活的水平，于此同时也是解决目前交通安全的重要方式，其发展具有重要意义。智能车辆主动转向控制是智能车控制的一个重要部分，现阶段已经提出了许多控制方式，例如：PID控制、自适应控制、滑模控制以及预测控制，但是这些控制算法都存在着稳定性、准确性、快速性以及可靠性差的问题；因此稳定型、创新型、高精度型控制系统越来越受到各界关注和研究。

可拓控制论是指利用可拓论与可拓方法研究处理控制过程中的矛盾问题的规律和方法，它是为了解决传统控制方法不能控制的问题而提出并发展起来的。在传统控制中，输入与输出均是量值，控制模型是数学模型，它们描述控制过程中输入量值与输出量值之间的关系。在有些控制问题中，仅考虑量值与量值之间的关系是难以解决的，它们也形成了控制中的矛盾问题。要解决它们，就必须考虑事物本身及其特征以及它们的变换。

可拓控制的基本思想：从信息转换角度处理控制问题，以控制输入信息的合格度(关联度)作为确定控制输出校正量的依据，从而使被控信息转换到合格范围内。可拓控制的本质：输入或输出是物元或物元集，控制模型是物元模型，在控制过程中以物元可拓性为依据，把控制过程中的矛盾问题通过物元变换转化为相容的控制问题，从而达到控制的目的。可拓控制论把可拓学引入智能控制的研究领域，用它们来描述和处理控制过程中信息的转化关系，这就为寻求智能控制和知识表达模型以及信息处理技术开辟了新的途径。

而车辆控制是一个实时性强、干扰因素复杂、控制参数耦合性高的系统，控制参数之间常常存在难以同时满足要求的矛盾问题，出现求解失败或是失控的情况。可拓控制具有将矛盾问题转化为相容问题的特点，摆脱了常规控制的局限性，在原有控制区域的基础上，对控制区域进行拓展；并且不会受到具体控制方法的制约，在全局控制区域划分的前提下，在不同的控制区域可以根据需要采用不同的控制输出方式，达到更加精确的控制结果。

发明内容

本发明提出了一种基于可拓控制理论的智能车辆主动转向控制方法，将可拓控制理论运用到智能车辆主动转向控制中，并且达到了一定的响应结果，满足智能车辆主动转向的使用要求，具有一定的主动转向控制稳定性和精确性，可拓控制考虑事物本身及其特征以及它们的变换，将矛盾问题转化为相容问题，扩大了控制范围，保证车辆主动转向时的快速响应和平稳转向。

本发明的技术方案为：

一种基于可拓控制理论的智能车辆主动转向控制方法，包括以下步骤：

S1，以整车二自由度动力学模型作为参考模型，建立二自由度动力学微分方程；

S2，设计智能车辆主动转向控制算法；