[发明专利]线性和非线性控制结合低速稳态控制系统

权利要求书

1.线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：包括输入信息模块和控制单元模块；

所述输入信息模块实时记录道路信息、目标信息和车辆信息；

所述控制单元模块包括道路行驶状态模块、线性控制单元、非线性控制单元及线性非线性协同控制器；

所述道路行驶状态模块，根据道路信息、目标信息和车辆信息，更新车辆的道路行驶状态；

所述线性控制单元采用PI系数自适应控制器计算线性控制目标加速度；

所述非线性控制单元道路行驶状态信息确定非线性控制模式为：避免车速快速上升或避免车速快速下降两种模式；避免车速快速上升模式中，将非线性控制目标加速度的值按减速度步长的值逐级降低；避免车速快速下降模式中，根据目标车速和实际车速之间的偏差确定正加速度数值作为非线性控制目标加速度用于制动系统泄压；

所述线性非线性协同控制器根据线性控制单元计算的线性控制目标加速度和非线性控制单元计算的非线性控制目标加速度进行协同处理，按以下方式得到目标加速度，并发送到车辆执行系统执行：

1）当避免车速快速上升模式时，选取线性控制和非线性控制目标减速度的最小值作为目标加速度；

2）避免车速快速下降模式时，选取线性控制和非线性控制目标减速度的最大值作为目标加速度。

2.如权利要求1所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：

所述非线性控制单元包含非线性控制模式识别模块、非线性加速度约束模块和非线性控制策略模块；所述非线性控制模式识别模块根据道路行驶状态信息、车辆信息中的实际车速信息确定非线性控制模式为：避免车速快速上升或避免车速快速下降；所述非线性加速度约束模块根据车辆信息中的实际车速信息确定不同速度区间段的非线性加速度约束的最大值和最小值范围；所述非线性控制策略模块根据非线性控制模式及非线性加速度最值分别对针对两种模式得到非线性控制目标加速度。

3.如权利要求2所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：非线性控制模式为避免车速快速上升逻辑时，按以下步骤计算非线性控制目标加速度：

步骤1）判断非线性控制模式是否为避免车速快速上升模式；是，进入步骤2）；否，进入步骤5）；

步骤2）将上一周期的非线性控制目标加速度减去减速度步长的值作为当前非线性控制目标加速度；

步骤3） 当前非线性控制目标加速度保持一定时间；再次判断非线性控制模式是否为避免车速快速上升模式，是，进入步骤4）；否，进入步骤5）；

步骤4）判断前非线性控制目标加速度保持超过一定时间且其值在非线性加速度约束的最值范围内；是，返回步骤2）；否，返回步骤3）；

5）退出该逻辑。

4.如权利要求3所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：非线性控制模式为避免车速快速下降时，

根据目标车速和实际车速之间的偏差确定正加速度数值作为非线性控制目标加速度用于制动系统泄压。

5.如权利要求4所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：车辆信息包括：实际车速和实际挡位；目标信息包括：目标车速和目标挡位；道路信息包括：道路坡度。

6.如权利要求5所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：所述道路行驶状态模块，判断是否切换到目标挡位，在切换目标挡位后，根据实际挡位和道路坡度值更新车辆的道路行驶状态。

7.如权利要求6所述的线性和非线性控制结合低速稳态控制系统，其特征在于：道路行驶状态模块根据实际挡位、目标挡位信息确定在控制过程中是否已经完成换挡动作；在已经完成换挡的情况下，根据实际挡位和道路坡度值更新车辆的道路行驶状态，否则输出为未知状态；车辆的道路行驶状态包含：平路行驶、上缓坡行驶、上陡坡行驶、下缓坡行驶以及下陡坡行驶。