恭喜吉林大學陳國迎獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜吉林大學申請的專利一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119356103B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-25發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411918238.2,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法是由陳國迎;畢晨曉;趙選銘;王鑫煜;董佳豪設計研發完成,并于2024-12-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法在說明書摘要公布了:本發明適用于車輛運動控制技術領域,提供了一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法,包括以下步驟:基于分布式線控車輛二自由度動力學模型建立系統狀態預測的名義模型;將模型失配參數化為有界擾動,構建系統偏差模型與偏差抑制代價函數,運用LMI方法求解魯棒狀態反饋矩陣;基于tube?basedMPC理論,近似求解名義模型最小魯棒不變集,重構狀態量與控制量約束,通過滾動優化求解前后輪轉角與期望附加橫擺力矩;分配車輪驅動力矩以響應期望附加橫擺力矩。本發明提供的控制方法改善了分布式線控車輛協同運動控制的參數魯棒性,能夠有效提高模型失配工況下的車輛操縱穩定性。
本發明授權一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法在權利要求書中公布了:1.一種考慮參數魯棒性的分布式線控車輛運動控制方法,其特征在于,包括以下步驟:步驟1、駕駛意圖辨識:實時計算并修正反應駕駛員意圖的期望橫擺角速度;步驟2、名義模型構建:考慮分布式線控車輛過驅動特性,基于車輛二自由度動力學模型,并進行線性簡化,構建反應系統狀態演化的連續狀態空間方程;按照控制器運算周期對連續狀態空間方程進行離散化,得到用于預測系統狀態的名義模型;步驟3、魯棒狀態反饋矩陣求解,具體包括:將名義模型建立過程中關鍵參數不確定引起的模型失配現象結構化為有界擾動引入名義模型,構建預測名義模型與實際系統狀態誤差的系統偏差模型;構建反應魯棒控制目標,即抑制名義模型預測狀態與實際系統狀態誤差且確保魯棒控制量平穩變化的偏差抑制代價函數,并確定偏差抑制代價函數的值最小為魯棒狀態反饋矩陣的控制目標;引入Lyapunov函數作為偏差抑制代價函數的上界;基于Schur補定理將帶約束的代價函數優化問題轉化為標準LMI問題,求解魯棒狀態反饋矩陣;步驟4、優化問題構建及求解,具體包括:基于tube-basedMPC理論,采用ε近似法求解名義模型的最小魯棒不變集;結合魯棒狀態反饋矩陣與最小魯棒不變集收緊名義模型狀態量與控制量的約束集,構建跟蹤期望狀態量的模型預測控制優化問題,通過滾動優化求解最優控制量即前后輪轉角與期望附加橫擺力矩;步驟5、驅動力矩分配:根據期望附加橫擺力矩與縱向力,分配各車輪的驅動力矩;所述步驟3的具體步驟如下:將名義模型建立過程中關鍵參數不確定引起的模型失配構建為有界干擾ωk∈W引入名義模型,W為有界干擾集,系統偏差模型構建為: 式中,Ad為系數矩陣,Ad=TsAc+I;xk為實際狀態量,為名義模型狀態量;B1,d為系數矩陣;K為魯棒狀態反饋矩陣;魯棒狀態反饋矩陣K在抑制系統狀態偏差的同時,確保控制量平穩變化,需滿足以下控制目標: 式中,為k+i時刻的系統偏差模型狀態量;為k+i時刻的系統偏差模型控制量;Qd和Rd分別為系統偏差模型狀態量和系統偏差模型控制量的權重;代價函數的上界為Lyapunov函數設上界為λ,因此反饋控制目標轉化為如下帶約束的優化問題: 式中,與分別為系統偏差模型k時刻與k+1時刻的Lyapunov函數;Pd為穩定性系數矩陣;為k時刻的系統偏差模型控制量;將魯棒狀態反饋矩陣K的求解轉化為標準LMI問題,引入Schur補定理處理相關不等式約束;所述步驟5中,各車輪的驅動力矩分配公式如下: 式中,Txfl表示左前車輪的驅動力矩;Txfr表示右前車輪的驅動力矩;Txrl表示左后車輪的驅動力矩;Txrr表示右后車輪的驅動力矩;Ft表示整車驅動力;wd表示輪距;rw表示車輪半徑;cfl、cfr、crl與crr分別表示左前、右前、左后與右后車輪的載荷轉移系數,定義如下: 式中,Fzfl表示左前車輪載荷;Fzfr表示右前車輪載荷;Fzrl表示左后車輪載荷;Fzrr表示右后車輪載荷。
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