兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法技术

本发明专利技术涉及一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法

【技术实现步骤摘要】
兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法


[0001]本专利技术涉及线控底盘
，尤其是涉及一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法
。

技术介绍

[0002]当前线控底盘系统针对各类型执行器大多作为独立子系统进行控制器设计，对各个子系统模块间的协调考虑不足，忽略了整体系统的优化
。
一方面，各子系统的独立设计可能导致控制冲突，进而降低了资源利用效率
。
另一方面，在缺乏统一调度安排的情况下，各个子系统可能在不同的时间点更新状态或执行动作，从而会显著增加系统的复杂性，并容易陷入局部最优的问题
。
[0003]与此同时，线控底盘的稳定性控制系统对于车辆在纵
‑
侧
‑
垂向的介入频率不同，如果采用集中式优化来协同异构的执行器系统，在固定时间周期同步计算所有执行器的控制量，将不得不选择高频执行器的作动频率作为系统整体的控制调度频率，而驱动
‑
制动
‑
转向
‑
悬架等各类型执行器的物理特性决定其能够响应的作动频率并不相同，部分作动频率慢的模块仍需要以高频的方式参与计算，导致实际计算的结果并不能完全作用到底盘运动控制系统，未能充分利用有限的车载计算资源
。
固定时间周期触发的底盘稳定性控制算法在面对极端
、
突发事件时也容易出现响应不及时等问题
。
为了充分发挥线控底盘系统多执行器协同的优势，需要设计高效的异步式协同策略来降低算力要求并提升实时响应能力
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法，以实现在提高计算效率的同时保证实时性的目的
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术的一个方面，提供了一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法，包括如下步骤：
[0007]针对线控底盘异构执行器预先划分好的多个子功能模块，通过计算子功能模块间的扰动贡献量，以各个子功能模块执行器的作动频率作为模块对应控制频率，通过计算模块间的扰动贡献量，异步更新各个子功能模块的控制动作；当子功能模块的状态符合预设事件的触发条件时，基于失稳事件
‑
子功能模块映射关系，匹配至少一个对应的目标子功能模块，通过互联迭代使全部目标子功能模块同时更新控制动作
。
作为优选的技术方案，所述的子功能模块建模为：
[0008][0009]x
i
(k+1)
＝
A
ik,t
x
i
(k)+B
ik,t
u
i
(k)+∑W
ij
(k)
[0010]其中，
X
i
为子功能模块
i
对应执行器的状态量，
U
i
为执行器的控制输入，
A
i
和
B
i
是状
态转移矩阵，
W
j
是其他子功能模块对整体状态的扰动贡献量，
A
ik,t
＝
I+
Δ
T
i
A
i
，
B
ik,t
＝
Δ
T
i
B
i
，
I
是单位阵，
Δ
T
i
代表第
i
个子功能模块控制器的离散步长，
W
ij
是子功能模块
j
对子功能模块
i
的扰动贡献量
。
[0011]作为优选的技术方案，在专利申请“2023109395104
，一种考虑执行器特性的线控底盘模块化控制方法”的基础上，构建考虑执行器差异化动态特性响应的子功能模块控制模型，并通过分布式控制实现不同子功能模块集成
。
所述的扰动贡献量的计算包括如下步骤：
[0012]针对除子功能模块
i
以外的其他子功能模块，以子模块最后一次的预测值为参考对预测序列进行补充，使其他子功能模块的序列长度均大于或等于子功能模块
i
的序列长度；
[0013]将子功能模块
i
在当前预测时刻在其他子功能模块预测序列上的状态投影作为扰动贡献量
。
[0014]作为优选的技术方案，所述的以各个子功能模块执行器作动频率作为模块对应控制频率，异步更新子功能模块的控制动作具体包括：
[0015]各个子功能模块根据各自的作动频率进行控制动作的更新，且在某一时刻仅有一个子功能模块在更新，当同一时刻有多个子功能模块需要更新时，依照作动频率由低到高的顺序进行更新
。
[0016]作为优选的技术方案，通过互联迭代使全部目标子功能模块同时更新控制动作的过程包括如下步骤：
[0017]初始化各个目标子功能模块的控制动作为上一时刻的控制动作；
[0018]针对任一个目标子功能模块，基于其他目标子功能模块的控制动作计算扰动贡献量，更新当前目标子功能模块的控制输出，针对所有的目标子功能模块依次计算对应的控制输出，得到控制输出集合，多次重复本步骤直至达到停止条件；
[0019]基于当前的控制输出集合同步更新各个目标子功能模块
。
[0020]作为优选的技术方案，所述的停止条件为状态收敛和
/
或计算时间达到阈值
。
[0021]作为优选的技术方案，所述的失稳事件
‑
子功能模块映射关系的构建包括如下步骤：
[0022]采集各个子功能模块的状态数据，根据主成分分析法得到失稳事件的触发状态，基于故障树获取失稳事件
‑
子功能模块映射关系，其中，所述失稳事件的触发条件为线控底盘系统或子功能模块的状态特征值超过设定阈值
。
[0023]作为优选的技术方案，在通过互联迭代使全部目标子功能模块同时更新控制动作之后，返回异步更新子功能模块的控制方式
。
[0024]本专利技术的另一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器以及存储器，所述存储器内储存有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行上述兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法的指令
。
[0025]本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行上述兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法的指令
。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：针对线控底盘异构执行器预先划分好的多个子功能模块，通过计算子功能模块间的扰动贡献量，以各个子功能模块执行器的作动频率作为模块对应控制频率，通过计算模块间的扰动贡献量，异步更新各个子功能模块的控制动作；当子功能模块的状态符合预设事件的触发条件时，基于失稳事件
‑
子功能模块映射关系，匹配至少一个对应的目标子功能模块，通过互联迭代使全部目标子功能模块同时更新控制动作
。2.
根据权利要求1所述的一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法，其特征在于，所述的子功能模块建模为：
x
i
(k+1)
＝
A
ik,t
x
i
(k)+B
ik,t
u
i
(k)+∑W
ij
(k)
其中，
X
i
为子功能模块
i
对应执行器的状态量，
U
i
为执行器的控制输入，
A
i
和
B
i
是状态转移矩阵，
W
j
是其他子功能模块对整体状态的扰动贡献量，
A
ik,t
＝
I+
Δ
T
i
A
i
，
B
ik,t
＝
Δ
T
i
B
i
，
I
是单位阵，
Δ
T
i
代表第
i
个子功能模块控制器的离散步长，
W
ij
是子功能模块
j
对子功能模块
i
的扰动贡献量
。3.
根据权利要求2所述的一种兼顾低算力和高响应的线控底盘异构执行器协同控制方法，其特征在于，所述的扰动贡献量的计算包括如下步骤：针对除子功能模块
i
以外的其他子功能模块，以子模块最后一次的预测值为参考对预测序列进行补充，使其他子功能模块的序列长度均大于或等于子功能模块
i
的序列长度；将子功能模块<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐辰，吕浩然，周凡楷，熊璐，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：