集成式跟隨控制方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質制造方法及圖紙

本申請公開了一種集成式跟隨控制方法，包括構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。該集成式跟隨控制方法能夠有效綜合協調縱向跟馳性能與橫向穩定性，提高集成式跟隨控制對彎道工況的適應能力。本申請還公開了一種集成式跟隨控制系統、裝置以及計算機可讀存儲介質，均具有上述技術效果。

【技術實現步驟摘要】
集成式跟隨控制方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質
本申請涉及車輛控制
，特別涉及一種集成式跟隨控制方法；還涉及一種集成式跟隨控制系統、裝置及計算機可讀存儲介質。
技術介紹
區別于直道跟隨工況，在彎道跟隨過程中，自車自適應巡航控制為保證較好的縱向跟馳性能在進行加速或制動時，會產生較大的橫向加速度、轉向角、垂直偏移等。而這些因素將可能導致車輛動力學特性(輪胎側偏特性)進入非線性區域，當輪胎與地面之間附著能力達到極限時，便可能發生車輛側滑、甩尾等危險情況。車輛動力學系統是強非線性、多變量、深耦合、時滯參變的復雜系統，存在著不確定性，且縱橫向耦合較深，尤其在彎道工況下尤為明顯。車輛縱橫向動力學耦合特性主要表現在：一是輪胎橫向力與縱向力之間的相互影響，如在轉彎過程中橫向力的縱向分量會影響縱向速度，而縱向速度亦會影響離心力大小以及橫向偏移率；二是垂直載荷偏移，即縱向加速度改變會影響輪胎正壓力分布，進而影響橫向動態特性，因而，縱向、橫向單獨控制難以取得較理想的控制效果。另外，縱向跟馳性能與橫向穩定性同樣存在著相互制約關系，即過于追求縱向跟馳性能往往會使得橫向穩定性能下降，致使DYC(DirectYaw-momentControl，直接橫擺力矩控制)等橫向穩定性控制器的過多介入，影響到駕乘舒適性。而過于追求橫向穩定裕量，即意味著自車縱向驅動/制動能力受到限制約束，致使縱向跟馳性能、緊急避撞性能嚴重下降。有鑒于此，如何提供一種集成式跟隨控制方法，綜合協調縱向跟馳性能與橫向穩定性，提高自適應控制對彎道工況的適應能力是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現思路
本申請的目的是提供一種集成式跟隨控制方法，能夠綜合協調縱向跟馳性能與橫向穩定性，提高自適應控制對彎道工況的適應能力；本申請的另一目的是提供一種集成式跟隨控制系統、裝置及計算機可讀存儲介質，均具有上述技術效果。為解決上述技術問題，本申請提供了一種集成式跟隨控制方法，包括：構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。可選的，所述在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出約束條件以及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩，包括：在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出約束條件以及狀態約束條件下，根據minJ(y,u,ε)u,ε,Q,RJ(y,u,ε)＝J+εTρε預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；其中，所述ε為向量松弛因子，所述ρ為懲罰系數矩陣，所述p表示p步預測，所述(k+i+1|k)表示k時刻對k+i+1時刻的預測，所述Q(k)為狀態權矩陣，所述R(k)為控制權矩陣，所述(k+i|k)表示k時刻對k+i時刻的預測；所述x表示實際參考軌跡，所述xref表示期望參考軌跡，所述u＝[ax,des,Mz,des]T，ax,des為所述期望加速度，Mz,des為所述期望附加橫擺力矩。可選的，所述跟馳安全性約束條件為：d≥dsafe＝max{tTTCΔv,ds}，所述d為實際車距，所述dsafe為安全跟馳車距，所述tTTC為碰撞時間，所述Δv為相對車速，所述ds為極限安全車距。可選的，所述路面附著負荷約束條件為：η＝max{η1，η2}＜100％；其中，所述μmax為最大路面附著系數，所述g為重力加速度，所述m為整車重量，所述Mz,des為期望附加橫擺力矩，所述ax與所述ay分別為縱橫向加速度，所述η1為車輛急加速或深制動過程中的相對附著比，所述W為車輪輪距，所述η2為橫擺力矩產生過程中的相對附著比。可選的，所述輸入輸出及狀態約束條件為：其中，i∈[0,p-1]，所述umin為控制向量約束下界，所述umax為控制向量約束上界，所述Δdmin、Δvmin、ax,min、jmin為狀態約束下界，所述Δdmax、Δvmax、ax,max、jmax為狀態約束上界。為解決上述技術問題，本申請還提供了一種集成式跟隨控制系統，包括：模型構建模塊，用于構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；參數預測模塊，用于在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；自車控制模塊，用于根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。可選的，所述參數預測模塊具體用于在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，根據minJ(y,u,ε)u,ε,Q,RJ(y,u,ε)＝J+εTρε預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；其中，所述ε為向量松弛因子，所述ρ為懲罰系數矩陣，所述p表示p步預測，所述(k+i+1|k)表示k時刻對k+i+1時刻的預測，所述Q(k)為狀態權矩陣，所述R(k)為控制權矩陣，所述(k+i|k)表示k時刻對k+i時刻的預測；所述x表示實際參考軌跡，所述xref表示期望參考軌跡，所述u＝[ax,des,Mz,des]T，ax,des為所述期望加速度，Mz,des為所述期望附加橫擺力矩。為解決上述技術問題，本申請還提供了一種集成式跟隨控制裝置，包括：存儲器，用于存儲計算機程序；處理器，用于執行所述計算機程序時實現如上述任一項所述的集成式跟隨控制方法的步驟。為解決上述技術問題，本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述任一項所述的集成式跟隨控制方法的步驟。本申請所提供的集成式跟隨控制方法，包括構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。可見，本申請所提供的集成式跟隨控制方法，通過構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型以實現對自車縱向跟馳性能與橫向穩定控制性能的綜合控制，從而可以規避縱向跟馳性能與橫向穩定性能單獨控制的弊端，并且本申請在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，利用上述IACC預測模型預測期望加速度以及期望附加橫擺力矩，能夠有效綜合協調縱向跟馳性能與橫向穩定性，提高自適應控制對彎道工況的適應能力。本申請所提供的集成式跟隨控制系統、裝置及計算機可讀存儲介質，均具有上述技術效果。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種集成式跟隨控制方法，其特征在于，包括：/n構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；/n在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；/n根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。/n

【技術特征摘要】
1.一種集成式跟隨控制方法，其特征在于，包括：
構建縱向運動與橫向運動相耦合的IACC預測模型；
在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；
根據所述期望加速度與所述期望附加橫擺力矩控制自車按照期望參考軌跡運行。


2.根據權利要求1所述的集成式跟隨控制方法，其特征在于，所述在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出約束條件以及狀態約束條件下，通過所述IACC預測模型預測期望加速度及期望附加橫擺力矩，包括：
在跟馳安全性約束條件、路面附著負荷約束條件、輸入輸出約束條件以及狀態約束條件下，根據



J(y,u,ε)＝J+εTρε

預測期望加速度及期望附加橫擺力矩；
其中，所述ε為向量松弛因子，所述ρ為懲罰系數矩陣，所述p表示p步預測，所述(k+i+1|k)表示k時刻對k+i+1時刻的預測，所述Q(k)為狀態權矩陣，所述R(k)為控制權矩陣，所述(k+i|k)表示k時刻對k+i時刻的預測；所述x表示實際參考軌跡，所述xref表示期望參考軌跡，所述u＝[ax,des,Mz,des]T，ax,des為所述期望加速度，Mz,des為所述期望附加橫擺力矩。


3.根據權利要求1所述的集成式跟隨控制方法，其特征在于，所述跟馳安全性約束條件為：d≥dsafe＝max{tTTCΔv,ds}，所述d為實際車距，所述dsafe為安全跟馳車距，所述tTTC為碰撞時間，所述Δv為相對車速，所述ds為極限安全車距。


4.根據權利要求1所述的集成式跟隨控制方法，其特征在于，所述路面附著負荷約束條件為：η＝max{η1，η2}＜100％；
其中，所述μmax為最大路面附著系數，所述g為重力加速度，所述m為整車重量，所述Mz,des為期望附加橫擺力矩，所述ax與所述ay分別為縱橫向加速度，所述η1為車輛急加速或深制動過程中的相對附著比，所述W為車輪輪距，所述η2為橫擺力矩產生過程中的相對附著比。
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：章軍輝，王福艷，李慶，陳大鵬，梁艷菊，
申請(專利權)人：中科院微電子研究所昆山分所，
類型：發明
國別省市：江蘇;32