1.一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的航向跟蹤控制方法,包括以下步驟:
a、首先設(shè)計(jì)橫擺角速度中間值自抗擾控制器ADRC1,再將需要跟蹤的汽車航向角設(shè)定值ψref和汽車航向角實(shí)時(shí)值ψ作為該橫擺角速度中間值自抗擾控制器ADRC1的輸入,計(jì)算出橫擺角速度中間值ωrd;
b、然后設(shè)計(jì)附加橫擺力矩自抗擾控制器ADRC2,將步驟a所得橫擺角速度中間值ωrd作為橫擺角速度期望值和汽車橫擺角速度實(shí)時(shí)值ωr作為該附加橫擺力矩自抗擾控制器ADRC2的輸入,計(jì)算出附加橫擺力矩ΔM;
c、根據(jù)步驟b中附加橫擺力矩值ΔM對(duì)各個(gè)車輪轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分配,再將分配的各個(gè)車輪的指令轉(zhuǎn)矩輸入給對(duì)應(yīng)車輪的四個(gè)電機(jī),從而控制電動(dòng)汽車的橫擺側(cè)向運(yùn)動(dòng),使汽車航向角跟蹤設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的航向跟蹤控制方法,其特征是:步驟a中橫擺角速度中間值自抗擾控制器的數(shù)學(xué)模型如下:
在數(shù)學(xué)模型中:
a)利用跟蹤微分器得到設(shè)定航向角的跟蹤信號(hào)ψref,其中,x1是設(shè)定航向角ψref的跟蹤值;ε0是跟蹤誤差,R1為跟蹤速度因子; h0為濾波因子;
b)利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器得到汽車航向角實(shí)時(shí)值ψ的估計(jì)值Z1和電動(dòng)汽車受到的不確定擾動(dòng)f估計(jì)值Z2;
在擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的模型中,b0是補(bǔ)償因子;h1為濾波因子。當(dāng)h1給定時(shí),擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的參數(shù)β01β02β03按下列公式確定:
c)在誤差非線性組合中,利用誤差信號(hào)非線性組合,得到誤差反饋控制量;
其中,e1為誤差信號(hào),u0為誤差反饋控制量,h2為濾波因子,決定跟蹤橫擺角速度偏差期望值的跟蹤精度;
d)利用估計(jì)值Z2對(duì)誤差反饋控制量u0進(jìn)行補(bǔ)償,得到橫擺角速度中間值ωrd。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的航向跟蹤控制方法,其特征是:步驟b中附加橫擺力矩自抗擾控制器ADRC2的數(shù)學(xué)模型如下:
在數(shù)學(xué)模型中:
a)利用跟蹤微分器得到期望橫擺角速度ωrd的跟蹤信號(hào)和此跟蹤信號(hào)的微分,其中,x'1是對(duì)期望橫擺角速度ωrd的跟蹤,x2為x'1的微分,h1為積分步長(zhǎng),r0為決定跟蹤速度的速度因子,fhan(x'1-ωrd,x2,r0,h1)是最速控制綜合函數(shù),該函數(shù)主要用于讓x'1在加速度r0的限制下,“最快地”且“無(wú)顫振地”跟蹤ωrd;
b)利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器得到橫擺角速度ωr的估計(jì)值Z'1和橫擺角速度偏差微分的估計(jì)值Z'2,以及電動(dòng)汽車受到的不確定擾動(dòng)估計(jì)值Z'3;
在擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的模型中,b'0是補(bǔ)償因子;當(dāng)積分步長(zhǎng)h給定時(shí),擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的參數(shù)β01β02β03按下列公式確定:
c)在誤差非線性組合中,利用誤差信號(hào)和微分信號(hào)非線性組合,得到誤差反饋控制量;其中,e'1為誤差信號(hào),e'2為微分誤差信號(hào),u'0為誤差反饋控制量,h0決定跟蹤橫擺角速度偏差期望值的跟蹤精度;c為阻尼因子;r為誤差反饋控制量增益;
d)利用估計(jì)值Z'3對(duì)誤差反饋控制量u'0進(jìn)行補(bǔ)償,得到附加橫擺力矩值ΔM。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的航向跟蹤控制方法,其特征是:步驟c中采用的轉(zhuǎn)矩分配算法如下:
其中,T'=KθC表示每個(gè)車輪的期望驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,K是電動(dòng)汽車加速踏板深度,θC是反映加速踏板和期望驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的常數(shù),和分別表示左前、右前、左后、右后四個(gè)車輪的指令轉(zhuǎn)矩。