南京航空航天大学黄宇昂获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118907069B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411057197.2,技术领域涉及:B60W30/02;该发明授权一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法是由黄宇昂;赵又群;李丹阳;余梦成设计研发完成,并于2024-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法,涉及电动汽车直接横摆力矩控制领域。将反步法和李雅普诺夫理论结合起来设计二阶滑模控制器,从而获得附加横摆力矩,并通过设计模糊自适应律来抑制侧向和横摆干扰以及不确定性对车辆系统的影响,不再需要确定扰动边界的值。步骤1、建立车辆理想的线性二自由度模型;步骤2、设计一阶滑模控制器;步骤3、在步骤2的基础上设计二阶滑模控制器;步骤4、在步骤3的基础上设计自适应模糊二阶滑模控制器;步骤5、将计算的附加横摆力矩分配到各个轮子上实现车辆稳定性控制。该方法有更好的控制性能,使车辆在极限工况下保持稳定,能在有限时间内收敛,同时抑制了抖振现象。
本发明授权一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于模糊自适应二阶滑模的车辆稳定性控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、建立车辆理想的线性二自由度模型,获取横摆角速度及质心侧偏角的参考值; 定义车辆状态向量x=[βω]T,车辆理想的线性二自由度模型为: 其中,ω、β分别是横摆角速度和质心侧偏角,A为系统状态矩阵,包含元素:a11、a12、a21、a22,B为输入矩阵,包含元素:b11、b21;Kf、Kr分别为前、后轮胎侧偏刚度.a、b分别为前、后轴到车辆质心位置的距离.Iz是车辆的质心绕z轴的转动惯量.m是车辆的总质量.δf是车辆前轮转角,并且δf=δswi,δsw是方向盘转角,i为传动比,vx是车辆质心处的纵向速度; 由车辆理想模型导出的横摆角速度的参考值为: 其中,L为车辆的前后轴轴距;为稳定性因子; 理想的横摆角速度会受到路面附着系数μ的限制,横向加速度ay需要满足:|ay|≤μg,因此为了满足复杂的路面条件,同时使质心侧偏角尽可能小,取横摆角速度和质心侧偏角的参考值为: 实际的工作情况下,当分布式驱动系统受到外界干扰时,车辆稳定性极易受到影响;考虑连续有界干扰的车辆侧向和横摆动力学方程为: 其中,Dy和Dz为连续有界侧向干扰和横摆干扰; 步骤2、设计一阶滑模控制器; 一阶滑模控制器的滑模面选择如下: s=ω-ωd+ρβ-βd6 ρ是权重因子,其值越大,质心侧偏角的影响越大; 将公式6求导并将公式1代入后可得: 其中,已知和 是有界的,从而可以找到一个常数使得然后从公式7推出一阶滑模控制器的表达式; 推出一阶滑模控制器的表达形式为公式8,当σ00时,滑模面s可以在有限时间内收敛至原点; 其中,ΔMz为附加横摆力矩; 步骤3、在步骤2的基础上设计二阶滑模控制器; 对公式7进一步求导得到s的二阶导数: 其中: 令所以公式12可写为如下形式: 其中ψt,ω表征扰动,包括系统不确定性和外部扰动; 当DYC顶层控制器设计为公式14时,则滑动变量s和在有限时间内收敛至原点; 其中d、k1、c1均为控制参数; 步骤4、在步骤3的基础上设计自适应模糊二阶滑模控制器; 当公式33、34、35为DYC的顶层控制器时,滑动变量s和在有限时间内收敛至原点; 其中,为控制函数,为设计的参数自适应律; 步骤5、将计算的附加横摆力矩分配到各个轮子上实现车辆稳定性控制; 将车辆状态量以及横摆角速度和质心侧偏角的理想值输入顶层控制器中,即输入到步骤4建立的自适应模糊二阶滑模控制器,获得所要输出的附加横摆力矩ΔMz,最后,经过底层控制器中的平均转矩分配决策出每个车轮上的驱动转矩。
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