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专利号: 2021105934440
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法,其特征在于:包括如下步骤:S1.在自动驾驶状态下,确定控制EPS电机力矩的H∞控制器;

S2.调整所述H∞控制器的控制参数,使得车辆输出目标方向盘转角;

S3.在驾驶员接管车辆的情况下,确定控制驾驶员输入的保性能控制器;

S4.调整所述保性能控制器的控制参数,使得车辆输出目标方向盘转角。

2.根据权利要求1所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法,其特征在于:所述步骤S1,具体包括:

S11.将驾驶员和车辆模型统一为增广矩阵形式,得到人机共驾的横向控制系统状态空间表达式:

其中,为状态变化率;所述 δsw为方向盘转角; 为方向盘转角变化率;δf为前轮转角;β为车辆航向角;ωr为车辆横摆角;A1、B2、B1、C1以及D1均为状态矩阵;z为系统输出;u(t)为EPS电机输出力矩;ω(t)为驾驶员干扰力矩;

S12.将所述u(t)替换为‑kx,并带入表达式(1),得到如下表达式:T

其中,D2为状态矩阵;k为状态反馈控制器;所述Z=(δsw β ωr) ;ω(t)为驾驶员干扰力矩;

S13.引入Riccati方程,并求取所述Riccati方程的正定解P,得到状态反馈控制器其中,u为输入控制变量;

S14.将所述状态反馈控制器 作为控制EPS电机力矩的H∞控制器。

3.根据权利要求2所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法,其特征在于:根据如下公式确定Riccati方程:其中,A为系统状态矩阵;γ为设定常数。

4.根据权利要求1所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法,其特征在于:所述步骤S3,具体包括:

S31.确定驾驶员手臂横向线性不确定模型:其中, 为状态变化率;A2为状态矩阵;ΔA以及ΔB均为矩阵函数;x为状态变量,所述δsw为前轮转角; 为前轮转角变化率;Ta为转向电机作用力矩;X4为状态量;B3为对应状态矩阵;u(t)为目标方向盘转角;y为系统输出;C2为状态矩阵;

D3为对应状态矩阵;

S32.确定驾驶员手臂横向线性不确定模型的性能指标:其中,J为目标函数;e(t)为目标轨迹与实际轨迹误差;Q为分配系数矩阵;u(t)为控制变量;R为分配系数矩阵;

S33.求取对称正定矩阵P、黎卡提增益矩阵K以及标量ε以满足设定的线性矩阵不等式;

S34.对所述设定的线性矩阵不等式进行求解,得到状态反馈控制器u*(t);所述状态反馈控制器u*(t)=‑Kx(t);其中,K为为黎卡提增益矩阵;x(t)为状态变量,所述S35.将状态反馈控制器u*(t)作为控制驾驶员输入的保性能控制器。

5.根据权利要求4所述的基于驾驶员NMS特征的人机共驾鲁棒控制方法,其特征在于:根据如下公式确定设定的线性矩阵不等式:其中,D为单位常数矩阵;A以及B均为状态矩阵;Ea以及Eb均为参数不确定性的矩阵;I为单位矩阵;Q以及R均为分配系数矩阵。