江苏大学孙晓强获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利基于分段仿射辨识轮胎滑模控制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:CN114670808B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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:202210207302.0,技术领域涉及:B60W30/045;该发明授权基于分段仿射辨识轮胎滑模控制的车辆稳定性控制方法是由孙晓强;王玉麟;蔡英凤;陈龙设计研发完成,并于2022-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于分段仿射辨识轮胎滑模控制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分段仿射辨识轮胎滑模控制的车辆稳定性控制方法,包括轮胎纵滑侧偏特性实验,获得轮胎纵向力和侧向力与轮胎运行参数之间非线性关系的实验数据、构建轮胎的纵滑侧偏分段仿射辨识模型、构建车辆横向动力学系统分段仿射数学模型、获取最终附加横摆力矩、设计最优四轮转矩分配算法,得到四个车轮实时最优转矩、装车应用等步骤。有益效果:本发明采用分段仿射辨识方法对轮胎纵滑侧偏力学特性进行建模,并采用全局快速终端滑模控制策略综合考虑各个失稳因素计算出当前车辆所需最优附加横摆力矩,利用等式约束带入目标函数的仿射得到四个车轮实时所需最优转矩,特殊行驶工况下提高电动汽车在特殊行驶工况下的横向稳定性和安全性。
本发明授权基于分段仿射辨识轮胎滑模控制的车辆稳定性控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于分段仿射辨识轮胎滑模控制的车辆稳定性控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、轮胎纵滑侧偏特性实验,进行轮胎纵滑侧偏特性实验,获得轮胎纵向力和侧向力与轮胎运行参数之间非线性关系的实验数据; 步骤2、构建轮胎的纵滑侧偏分段仿射辨识模型,根据轮胎纵向力和侧向力与轮胎运行参数之间非线性关系通过分段仿射辨识建立的轮胎纵滑侧偏特性模型; 步骤3、构建车辆横向动力学系统分段仿射数学模型,基于轮胎的纵滑侧偏分段仿射辨识模型结合车身横摆角速度和质心侧偏角构建车辆横向动力学系统分段仿射数学模型; 步骤4、获取最终附加横摆力矩,根据横摆角速度和质心侧偏角实际值和参考值的误差利用全局快速终端滑模控制律求解出两个最优附加横摆力矩,基于质心侧偏角与质心侧偏角速度相图失稳判定结果给两者赋予不同权重得到最终附加横摆力矩; 步骤5、设计最优四轮转矩分配算法,以四个车轮的负荷率之和最低为目标函数,结合前后车轮分配权重系数,得到四个车轮实时最优转矩; 步骤6、装车应用,根据步骤1‑5中的方法设计控制系统刷写至分布式驱动电动汽车车载控制单元上,通过车上现有的传感器得到控制器所需要的参数判定车辆的稳定性状态,控制系统计算出实时所需横摆力矩,再计算出四个车轮转矩分配给各车轮; 所述步骤3中构建车辆横向动力学系统分段仿射数学模型的方法如下: 描述车辆横向运动和横摆运动的车辆二自由度模型的方程如下: ; 其中,Fxij 和 Fyij分别表示轮胎的纵向力和侧向力,第一个下表i=f或者r代表前轴或者后轴,第二个下标j=l或者r代表左右轮;其中,m和vx分别代表车辆质量,纵向速度, lf 和 lr 分别代表车辆前后轴长度,B代表轮距,r为车辆横摆角速度,Iz为车辆Z轴的惯性矩;∆M为附加横摆力矩,为车辆横摆角速度对时间求导,为质心侧偏角对时间求导; 由分段仿射轮胎模型,在垂直载荷下的4个轮胎纵向力和侧向力描述为: ; 其中上式Mi,Ni和bi为车辆纵向力在不同仿射子模型上的参数,Mj,Nj和bj为车辆横向力在不同仿射子模型上的参数,α1和α3分别为前后轮的侧偏角,λ1,λ2,λ3,λ4分别为各个车辆的滑移率; 轮胎的侧偏角表示为: ; 其中,β为质心侧偏角,r为横摆角速度,lf为前轴长度,vx为纵向速度,δ为前轮转角; 根据上述公式,车辆横动力学模型改写为关于质心侧偏角β和横摆角速度r的方程: ; L1 ~L16为横向动力学数学模型相关系数,具体如下: ; 结合轮胎纵向力和侧向力与轮胎运行参数之间非线性关系的实验数据,在车辆横向动力学系统分段仿射数学模型构建过程中,依据为轮胎侧偏角及滑移率的不同,将纵向力的数学模型的工作区域和横向力的数学模型的工作区域分别划分为纵向仿射子模型和横向仿射子模型。
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