1.一种基于分数阶极值搜索的非线性ABS控制方法,其特征在于,主要包含如下步骤:步骤一、建立数学模型:分别建立汽车动力学模型、轮胎模型、参考滑移率模型;
步骤二、设计非线性ABS控制器:采用积分反馈法,将滑移率和滑移率积分作为控制目标,在连续区间内以预测跟踪误差最小化为优化目标,采用泰勒级数展开法预测下一个时间区间λ(t+h)的轮胎滑移率和其积分,t表示当前时刻,λ表示轮胎滑移率,预测周期h为预测时域,通过保证轮胎滑移率跟踪误差和滑移率积分跟踪误差,计算当前控制量;
步骤三、设计分数阶极值搜索控制器:将极值搜索控制中的滤波器和积分反馈设置成分数阶微积分算法,以制动减速度作为搜索控制的输出,建立以制动减速度为指标的分数阶系数寻优函数,确定最优分数阶系数;
所述汽车动力学模型为:其中R为车轮半径,Im
其中,m
1/4车模型下的轮胎垂直载荷为:其中l为轴距,h
定义轮胎滑移率λ:
其中,λ表示轮胎滑移率,v表示车辆纵向速度;
对公式(5)关于时间求导:其中,表示
将公式(1)和(5)代入公式(6)得所述轮胎数学模型为:采用非线性Dugoff轮胎模型:其中
其中,C
所述参考滑移率数学模型:其中λ
λ
其中,t为当前时刻;
所述步骤二中设计非线性ABS控制器:用公式(1)、公式(7)构建制动工况下的非线性车辆系统动力学状态方程,考虑轮胎滑移率作为系统输出,写成状态空间形式选择输出向量y
y
x=[v λ]
定义新的状态变量x
控制系统的目标为控制车轮滑移率x即:
w
对x
对参考滑移率和参考滑移率的积分进行泰勒级数展开:因此,通过将公式(20)-公式(23)代入到公式(18)得到以控制输入T求得
其中,e
所述步骤三中设计分数阶极值搜索控制器包括分数阶极值搜索控制方案设计和分数阶极值搜索控制的分数阶系数确定;
所述分数阶极值搜索控制方案:整数阶极值搜索控制器方案数学模型为:式中,*为卷积算子,z表示输出的制动减速度,s表示频域单位,L基于整数阶输出扰动的极值搜索控制,其中,
假设扰动信号的相位延迟φ设为0,关于λ和λ用分数阶积分代替整数阶积分,通过定义ρ=s
通过保证公式(31)渐进稳定,设计稳定的极值搜索控制器;
所述分数阶极值搜索控制的分数阶系数确定:建立分数阶系数寻优函数为其中,