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原文传递基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法、系统

专利名称：	基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法、系统
摘要：	本发明涉及一种基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法、系统，基于液罐车的车身侧向加速度、质心侧偏角速度、横摆角速度之间的第一预设关系及液罐车的车身侧向加速度与侧倾稳定性之间的第二预设关系，确定液罐车侧倾稳定性的影响因素包括横摆角速度；针对液罐车难以建模、模型通用性差、模型准确度低的问题，基于MFAC算法通过附加横摆力矩与液罐车横摆角速度之间的第三预设关系对行驶状态下的液罐车进行侧倾稳定性控制，其中，附加横摆力矩为控制输入量，罐车横摆角速度为被控量，省去了建模过程，而仅利用控制输入和输出进行车辆侧倾控制，适用于各种形状罐体的液罐车，控制效果好，对于保障液罐车的道路运输安全具有十分重要的意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	郑雪莲;任园园;李显生;赵兰;崔晓彤
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910756801.3
公开号：	CN110395263A
代理机构：	北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	赵奕
分类号：	B60W40/10(2012.01);B;B60;B60W;B60W40
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，包括以下步骤：基于液罐车的车身侧向加速度、质心侧偏角速度、横摆角速度之间的第一预设关系及液罐车的车身侧向加速度与侧倾稳定性之间的第二预设关系，确定所述液罐车侧倾稳定性的影响因素包括液罐车的横摆角速度；基于MFAC算法通过附加横摆力矩与液罐车横摆角速度之间的第三预设关系对行驶状态下的液罐车进行侧倾稳定性控制，其中，附加横摆力矩为控制输入量，罐车横摆角速度为被控量。 2.根据权利要求1所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，所述MFAC算法包括基于全格式动态线性化的MFAC算法。 3.根据权利要求1所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，液罐车的车身侧向加速度、质心侧偏角速度、横摆角速度之间的第一预设关系为：其中， αy为液罐车的车身侧向加速度； V为液罐车行驶速度； r为液罐车横摆角速度；为液罐车质心侧偏角速度。 4.根据权利要求1所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，基于MFAC算法通过附加横摆力矩与液罐车横摆角速度之间的第三预设关系对行驶状态下的液罐车进行侧倾稳定性控制，包括：基于MFAC算法通过液罐车动力学系统的横摆角速度输出变化量、液罐车动力学系统的伪偏导数矩阵、滑动窗口内的系统输出和理论控制输入变化量矩阵之间的第三预设关系一，液罐车动力学系统的伪偏导数估计值、第一步长因子、滑动时间窗口内的系统输出和理论控制输入变化量矩阵、惩罚因子之间的第三预设关系二，液罐车动力学系统的理论控制输入、第二步长因子、液罐车动力学系统的伪偏导数矩阵、理想横摆角速度、车辆实际横摆角速度、权重因子、系统理论控制输入变化量、系统控制输出变化量之间的第三预设关系三，液罐车动力学系统的实际控制输入(附加横摆力矩)、液罐车动力学系统的理论控制输入之间的第三预设关系四，对行驶状态下的液罐车进行侧倾稳定性控制。 5.根据权利要求4所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，液罐车动力学系统(k+1)时刻的横摆角速度输出变化量、液罐车动力学系统k时刻的伪偏导数矩阵、滑动时间窗口[k-ny+1,k]内的系统横摆角速度输出变化量和滑动时间窗口[k-nu+1,k]内的理论控制输入变化量所组成的矩阵之间的第三预设关系一为：其中， △r(k+1)为液罐车动力学系统在(k+1)时刻的横摆角速度变化量；是液罐车动力学系统的伪偏导数矩阵，其中，的维度为1×1，的维度为1×1，的维度为(ny+nu)×1；是滑动窗口内的系统输出和理论控制输入变化量矩阵，其维度为(ny+nu)×1； ny为控制输入线性化长度，nu为控制输出线性化长度。 6.根据权利要求4所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，液罐车动力学系统k时刻的伪偏导数估计值、液罐车动力学系统(k-1)时刻的伪偏导数估计值、第一步长因子、滑动时间窗口内的系统横摆角速度输出和理论控制输入变化量矩阵、惩罚因子之间的第三预设关系二为：其中，是液罐车动力学系统k时刻的伪偏导数估计值；是液罐车动力学系统(k-1)时刻的伪偏导数估计值； η是第一步长因子； μ是惩罚因子； r(k)是液罐车动力学系统在k时刻的横摆角速度输出； r(k-1)是液罐车动力学系统在(k-1)时刻的横摆角速度输出；是滑动时间窗口内的系统横摆角速度输出和理论控制输入变化量矩阵。 7.根据权利要求4所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，液罐车动力学系统k时刻的理论控制输入、液罐车动力学系统(k-1)时刻的理论控制输入、第二步长因子、液罐车动力学系统k时刻的伪偏导数矩阵、液罐车动力学系统(k+1)时刻的理想横摆角速度输出、液罐车动力学系统在k时刻的实际横摆角速度输出、权重因子、系统理论控制输入变化量、系统控制输出变化量之间的第三预设关系三为：其中， u(k)为k时刻的系统理论控制输入； u(k-1)为(k-1)时刻的系统理论控制输入； λ为权重因子； ρ为第二步长因子； r*(k+1)为液罐车动力学系统在(k+1)时刻的理想横摆角速度输出； r(k)为液罐车动力学系统在k时刻的实际横摆角速度输出； △r为滑动窗口内的系统横摆角速度输出变化量； △u为滑动窗口内的系统理论控制输入变化量；为伪偏导数矩阵中的第ny+1个子矩阵；为系统伪偏导数矩阵中的第i个子矩阵。 8.根据权利要求4所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制方法，其特征是，液罐车动力学系统k时刻的实际控制输入(附加横摆力矩)与理论控制输入之间的第三预设关系四为： U(k)＝amp×u(k)，其中： U(k)为液罐车动力学系统在k时刻的实际控制输入量(附加横摆力矩)； amp为扩充系数。 9.一种基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制系统，其特征是，包括：液罐车侧倾稳定性影响因素确定单元，配置用于基于液罐车的车身侧向加速度、质心侧偏角速度、横摆角速度之间的第一预设关系及液罐车的车身侧向加速度与侧倾稳定性之间的第二预设关系，确定所述液罐车侧倾稳定性的影响因素包括液罐车的横摆角速度；液罐车侧倾稳定性控制单元，配置用于基于MFAC算法通过附加横摆力矩与液罐车横摆角速度之间的第三预设关系对行驶状态下的液罐车进行侧倾稳定性控制，其中，附加横摆力矩为控制输入量，罐车横摆角速度为被控量。 10.根据权利要求7所述的基于MFAC算法的液罐车侧倾稳定性控制系统，其特征是，所述MFAC算法包括基于全格式动态线性化的MFAC算法。
所属类别：	发明专利