[发明专利]一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统

摘要

本发明涉及一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，包括：车辆数据采集部分，用于采集铰接车辆前后车身姿态参数、运动参数的传感器、用于测量转向角的编码器、用于车辆测速的编码器；数据处理与控制输出部分，建立的车辆动力学模型简化选取四个自由度：整车的侧向位移、前车体的横摆角速度、后车体的横摆角速度、整车的侧倾角，微处理器以整车模型为基础，对传感器数据进行处理，估计状态参数输出控制信号；控制力矩陀螺平衡机构，由两个纵向布置的单框架控制力矩陀螺作为执行机构，两个单框架控制力矩陀螺机构的摆动角速度大小相等，方向相反，平衡力矩相互叠加，而与平衡力矩方向相垂直的干扰力矩，方向相反，相互抵消。

主权项

1.一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于所述铰接车辆分为前车体、后车体和后桥；所述主动安全控制系统包括：车辆数据采集部分，包括用于采集前车体和后车体的姿态参数、运动参数的传感器、用于测量前车体和后车体铰接处转向角的传感器、用于车辆测速的传感器；数据处理与控制输出部分，其中的微处理器选取四个自由度，建立系统的运动微分方程，并以车辆数据采集部分收集的数据做为运动微分方程的输入，建立LMI状态反馈鲁棒控制器；所述四个自由度为：整车的侧向位移y、前车体的横摆角速度、后车体的横摆角速度、整车的侧倾角控制力矩陀螺平衡机构，由两个纵向布置的单框架控制力矩陀螺机构作为执行机构，两个单框架控制力矩陀螺机构的陀螺转子转速相等、方向相反，框架摆动角速度大小相等、方向相反，平衡力矩相互叠加，而与平衡力矩方向相垂直的干扰力矩，方向相反，相互抵消；微处理以侧倾预警时间TTR为触发信号，当微处理器判断载体平台发生侧倾失稳时，鲁棒控制器发送指令作用于控制力矩陀螺组的摆动舵机，舵机通过齿轮传动带动两个单框架控制力矩陀螺机构进行摆动，产生进动平衡力矩，调整载体平台姿态，使载体平台重新回到平衡状态。