[发明专利]一种基于启发式算法的车辆横向稳定性控制方法

说明书

本发明公开了一种基于启发式算法的车辆横向稳定性控制方法，包括下述步骤：采集汽车的参数；需要采集的参数包括固有参数和实时参数，其中：固有参数：包括汽车总质量m，转动惯量I_z，前、后轴到汽车重心的距离l_f、l_r，以及前、后轮的侧偏刚度C_f、C_r；这些参数是汽车固有的，可提前采集并存储；本发明采用启发式算法来求解输出反馈控制器，避免了传统求解方法中的复杂迭代；考虑汽车纵向速度和轮胎侧偏刚度为不确定参数，本发明所设计的控制器鲁棒性更好，能够计算出合适的横摆力矩，控制质心侧偏角和横摆角速度在一个合适的范围内，提高汽车的操纵性能，改善汽车的横向稳定性能，降低汽车运行过程中发生危险情况的可能。

技术领域

本发明涉及车辆稳定性控制技术领域，具体涉及一种基于启发式算法的车辆横向稳定性控制方法。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，中国的汽车保有量迅速上升，而随着汽车数量的増多，交通安全问题己经成为了一个社会性问题。中国是世界上交通事故率最高的国家之一，这引起了人们对汽车行驶安全性能的高度重视。汽车安全性防护可根据其作用时间的差异分为被动安全和主动安全两方面：被动安全防护设有安全气囊、高强度车身等防护措施，通过减少事故发生时对乘客的冲击伤害来达到防护效果；主动安全技术包括以提高车辆的稳定性为主的底盘动力学控制，最为典型的是车身电子稳定性控制系统和四轮转向系统，其主要根据汽车的动力学原理，对汽车的内部构造和控制方案进行设计，实现对汽车运行姿态进行检测、修正、报警等方式来主动预防事故的产生，其中ABS、ASR等技术是主动安全技术典型的代表。早期，在汽车安全方面的研究主要集中在被动安全性方面，但随着社会发展，汽车越来越多，交通压力也日益变大，被动安全性方面的技术已不能很好的满足汽车安全性的要求，而以预防为核心的主动安全性己经成为如今交通的迫切要求，且已经成为了本世纪研究汽车安全性能的重点。汽车直接横摆力矩控制(简称DYC，Direct Yaw-momentControl)的研究就是旨在淡化驾驶人员的操作技能对车辆运动安全性的影响，在车辆的各种行驶状态下通过对每个车轮的受力进行调节，产生横摆力矩，克服过多转向或不足转向，从而主动地对车辆进行动力学控制，提高汽车在高速和恶劣道路等极限条件下行驶时的操纵稳定性。

现有技术中，中国专利CN107215329A公开了一种基于ATSM的分布式驱动电动汽车横向稳定性控制方法，该方法也是针对汽车横向动力学稳定性的控制方法，所用方法为二阶滑模变结构算法中的螺旋滑模控制算法，但是，没有考虑汽车参数不确定性因素，因此所设计的控制器在汽车速度发生较大变化时并不能保证稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于启发式算法的车辆横向稳定性控制方法，该方法能够提高汽车的操纵性能，改善汽车的横向稳定性能，降低汽车运行过程中发生危险情况的可能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于启发式算法的车辆横向稳定性控制方法，包括下述步骤：

步骤一，采集汽车的参数；

需要采集的参数包括固有参数和实时参数，其中：

固有参数：包括汽车总质量m，转动惯量I_z，前、后轴到汽车重心的距离l_f、l_r，以及前、后轮的侧偏刚度C_f、C_r；这些参数是汽车固有的，可提前采集并存储；

实时参数：包括前轮转向角δ，汽车纵向速度v_x，横摆角速度r，质心侧偏角β；这些参数中，前轮转向角可通过传感器采集方向盘转角，然后通过转向传动机构的参数来计算获得；横摆角速度可通过陀螺仪测算获得；车身纵向速度和质心侧偏角可通过状态参数估计器结合方向盘转角、横摆角速度、车身各方向加速度计算得到，车身各方向加速度可由陀螺仪得到；