[发明专利]一种基于梯度校正估计预瞄时间的车辆横向控制方法

权利要求书

1.一种基于梯度校正估计预瞄时间的车辆横向控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤S1：建立二自由度车辆动力学模型作为参考模型G_v(s)；

步骤S2：构建反应驾驶员操纵特性的驾驶员模型G_h(s)；

步骤S3：构建预瞄环节P(s)；

步骤S4：根据车辆动力学模型G_v(s)、驾驶员模型G_h(s)、预瞄环节P(s)构建闭环控制系统；

步骤S5：对所构建的闭环控制系统离散化；

步骤S6：建立梯度校正辨识函数；

步骤S7：以最小化梯度校正准则函数输出与输入关系最小为目标，确定驾驶员模型的模型参数；

所述步骤S1中，建立二自由度车辆动力学模型G_v(s)具体为：

式中；ω为车辆横摆角速度，分别为车辆横向加速度、车辆横摆角加速度、车辆的横向速度、车辆横摆角，其中I_zz为车轮横摆角转动惯量；v_x、v_y分别为车辆的纵向速度和横向速度；ψ为车辆横摆角；y为车辆在大地坐标系下的横向位移；θ_sw为方向盘转角；n_rsw为方向盘转角到前轮转角的传动比，车轮转角θ_f＝θ_sw/n_rsw；

在所述步骤S2中，驾驶员模型为：

T_d、T_h分别为延迟时间和性迟滞时间；

所述步骤S3中，所述的预瞄环节P(s)为:T_p为预瞄时间；

所述步骤S4中，闭环控制系统的传递函数G_t(s)具体为:

式中：

所述步骤S6中，所述梯度校正辨识函数为：

T_p＝ω₀+ω₁T_d+ω₂T_h+ω₃v_x+ω₄v_y+ω₅(1/R)；

式中T_p、T_d、T_h、v_x、v_y、R分别为预瞄时间、延迟时间、惯性时间、横向速度、纵向速度、转弯半径；ω₀、ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅为待辨识参数，通过下面的准则函数J(ω)得到；

式中：T_d^*为期望延迟时间、T_h^*为惯性时间、v_x^*为横向速度、v_y^*为纵向速度、1/R为曲率，J为梯度校正辨识函数，可以计算出ω₀、ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅；T_p、T_d、T_h、v_x、v_y、R由传感器采集直接或者间接通过计算得出；T_d^*T_h^*v_x^*v_y^*1/R^*通过实际驾驶数据得出；

利用前一时刻估计值来修正当前的估计值，得到如下修正函数；

式中

h_i(k)为当前时刻的输入[1 T_d(k) T_h(k) v_x(k) v_y(k) 1/R(k)]^T；

设置辨识参数设置初值确定输入初始数据；

获取当前输入h(k)和输出[1 T_d^* T_h^* v_x^* v_y^* 1/R^*]；

循环计算得到综合考虑之前估计参数的当前参数估计值，最后计算出最优的预瞄时间。