[发明专利]一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略

权利要求书

1.一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据自适应方向盘转角阈值Δδ判断车辆是否进入转向；

步骤二：当车辆进入转向时，利用基于相平面的分岔理论，开展不同车速下分岔鞍结点位置与临界前轮转角值δ_s及路面附着系数μ映射关系的定量分析，利用参数分岔的方法和MATCONT工具箱确定不同车速及不同路面附着系数下的临界前轮转角值δ_s，并由δ_s得到表征车辆转向时横向稳定状态的两个控制区间，分别为稳定区间和非稳定区间；

步骤三：当车辆处于稳定区间时，控制策略为ASS加AFS复合控制模式，当车辆处于非稳定区间时，由于AFS子系统在轮胎侧向力趋于饱和时控制功能会逐渐失效，则控制策略切换至ASS加DYC复合控制模式；

步骤四：采用纳什均衡博弈理论对ASS与DYC子系统进行协调控制，并通过求解耦合的代数黎卡提方程组获得最佳控制量；

步骤五：基于步骤四中所述DYC子系统的控制器，采用分层控制架构，将求得的期望附加横摆力矩通过约束合理地优化分配给四个独立驱动的车轮。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：所述步骤一中自适应方向盘转角阈值Δδ的计算公式如下所示：

式中：Δδ为自适应方向盘转角阈值；k为比例系数；μ为路面附着系数；v_x为车辆纵向速度。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：所述步骤一中根据自适应方向盘转角阈值Δδ判断车辆是否进入转向，其判断方式为：在车辆既定的车速和路面附着系数下，当驾驶员操纵方向盘转角δ_w小于阈值Δδ时，则判断车辆未进入转向转态，认定车辆处于直线行驶状态，控制策略为ASS单独控制模式；当驾驶员操纵方向盘转角δ_w大于阈值Δδ时，则判断车辆进入转向工况。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：所述步骤二中的相平面的分岔理论是通过非线性微分方程绘制的相平面图及其分岔现象对系统参数进行定量分析，所述参数分岔的方法是采用分岔分析软件MATCONT计算分岔，MATCONT是用于动力系统的交互式分岔分析的MATLAB软件包，可访问MATLAB所有标准的ODE求解器。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：所述步骤二中稳定区间和非稳定区间，两者之间的判断方式如下：通过计算前轮转角δ_f，对比前轮转角δ_f和临界前轮转角值δ_s时，若前轮转角δ_f小于临界前轮转角值δ_s时，则为稳定区间；若前轮转角δ_f大于临界前轮转角值δ_s时，则为非稳定区间。

前轮转角δ_f的计算方式如下，假定后轮转角、转动惯量等参数不变，以前轮转角为分岔参数进行研究，选择不同车速v_x、不同路面附着系数μ，确定对应的临界前轮转角值，得到三者的三维曲面关系图后进行多项式拟合，临界前轮转角与路面附着系数μ及纵向车速v_x的关系拟合为：

式中：p_i分别为各项拟合系数。

6.根据权利要求1所述的一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，其特征在于：所述步骤三中的所述ASS的子系统采用随机线性最优控制，所述AFS的子系统采用滑膜变结构控制决策出期望附加前轮转角，所述DYC的子系统采用滑膜变结构控制决策出期望附加横摆力矩。