基于駕駛員不確定性的車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性控制方法研究.pdf

1、隨著人們對(duì)汽車(chē)安全性能要求的提高和日益復(fù)雜的交通環(huán)境，車(chē)輛主動(dòng)安全系統(tǒng)正愈加受到汽車(chē)企業(yè)的關(guān)注。作為車(chē)輛主動(dòng)安全領(lǐng)域的重要課題之一，傳統(tǒng)的車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性控制方法并未在設(shè)計(jì)階段考慮各類(lèi)不確定因素，在一些極限工況下的魯棒性較弱。本文針對(duì)駕駛員行為等不確定性，基于不變集理論，提出了采用魯棒模型預(yù)測(cè)控制研究車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的控制方法。
　　為減小控制設(shè)計(jì)的復(fù)雜度與求解負(fù)擔(dān)，本文以反映橫擺與側(cè)向運(yùn)動(dòng)的二自由度非線(xiàn)性車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過(guò)近

2、似線(xiàn)性化方法，建立了狀態(tài)、輸入受約束的分段仿射混雜車(chē)輛模型。模型中將駕駛員轉(zhuǎn)向輸入視為有界干擾，以車(chē)輛狀態(tài)的集值函數(shù)建立不確定駕駛員模型，并以輸入指令的不確定性等效模型失配等因素。在車(chē)輛動(dòng)力學(xué)方程中引入不確定性，建立駕駛員在環(huán)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，作為控制器設(shè)計(jì)的預(yù)測(cè)模型。
　　基于不變集理論與魯棒可達(dá)性分析體系，應(yīng)用魯棒不變集計(jì)算算法，對(duì)受約束的駕駛員在環(huán)車(chē)輛模型進(jìn)行了可達(dá)性分析。首先，計(jì)算線(xiàn)性模式的最大魯棒不變集，作為控制設(shè)計(jì)的終端

3、集約束，并通過(guò)收縮約束限制不確定系統(tǒng)與名義系統(tǒng)之間的狀態(tài)誤差；其次，計(jì)算駕駛員在環(huán)車(chē)輛模型的三步魯棒可控集，分析了可控性；然后以所有容許干擾下驅(qū)使車(chē)輛進(jìn)入并維持在輪胎側(cè)偏力線(xiàn)性區(qū)域?yàn)榭刂颇繕?biāo)，建立了跟蹤理想?yún)⒖夹盘?hào)的車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性魯棒模型預(yù)測(cè)控制問(wèn)題；通過(guò)每一時(shí)步滾動(dòng)求解帶約束的最優(yōu)控制問(wèn)題，得到前輪修正轉(zhuǎn)角與附加橫擺力矩，并設(shè)計(jì)了制動(dòng)力矩的分配算法。
　　通過(guò)在低附路面上的Simulink與CarSim聯(lián)合仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了控制器