【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能车辆动力学控制，特别是涉及一种面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制方法。
技术介绍
1、随着智能车辆技术与计算机技术的快速发展，自动驾驶自动化程度不断提高，车辆轨迹跟踪技术作为自动驾驶关键技术之一，可以帮助人类驾驶员进行车辆驾驶，避免交通事故对人民生命财产带来的损失，因此被广泛应用。
2、尽管车辆的轨迹跟踪技术应用广泛，但通常都是考虑在普通工况下的轨迹跟踪，由于车辆系统的所受外部干扰及不确定性，车辆的跟踪精度与稳定性会降低，存在着一定的安全隐患。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高车辆跟踪精度和稳定性的面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制方法。
2、第一方面，本申请提供了一种面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制方法，上述方法包括：
3、根据获取到的前轮转角所在的目标转角区间，确定目标控制策略；
4、在目标控制策略包括横摆力矩控制的情况下，基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩；系统控制器是基于车辆系统的稳定性约束和横向约束建立的，稳定性约束用于对车辆系统的稳定性进行约束，横向约束用于对车辆系统的跟踪轨迹进行约束；
5、根据总横摆力矩确定各车轮的横摆力矩，并根据前轮转角和各车轮的横摆力矩控制车辆行驶。
6、在其中一个实施例中，上述基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩，包括：
7、根据横向约束、稳定性约束、不确定参数以及时间参数，分别确定名义部分、初
8、根据名义部分、初始误差部分和不确定部分，确定总横摆力矩。
9、在其中一个实施例中，上述根据横向约束、稳定性约束、不确定参数以及时间参数，分别确定名义部分、初始误差部分和不确定部分，包括：
10、根据横向约束和稳定性约束，分别确定系统状态变量和系统状态变量的一阶导数；
11、根据系统状态变量、系统状态变量的一阶导数和时间参数，分别确定名义部分和初始误差部分；
12、根据系统状态变量、系统状态变量的一阶导数、时间参数以及不确定参数，确定不确定部分。
13、在其中一个实施例中，上述系统控制器的建立过程包括：
14、建立初始系统横向动力学模型和初始轮胎模型；
15、对初始轮胎模型进行分段仿射处理，得到目标轮胎模型；
16、根据目标轮胎模型和初始系统横向动力学模型，得到目标系统横向动力学模型；
17、对目标系统横向动力学模型中的状态变量进行状态变量转换处理，得到系统控制器。
18、在其中一个实施例中，上述初始系统横向动力学模型包括车辆动力学模型和车轮动力学模型，初始系统横向动力学模型的建立过程包括：
19、根据车辆沿x轴、y轴、z轴的车辆动力学方程，确定车辆动力学模型；
20、根据车轮的惯性矩、角速度、驱动力矩、制动力矩、轮胎半径和滚动阻力矩，确定车轮动力学模型。
21、在其中一个实施例中，上述方法还包括：
22、根据目标系统横向动力学模型进行不动点求解，得到不动点类别；
23、根据不动点类别确定系统分叉点；
24、根据系统分岔点确定多个候选转角区间和多个控制策略。
25、在其中一个实施例中，上述根据目标系统横向动力学模型进行不动点求解，得到不动点类别，包括：
26、根据目标系统横向动力学模型，分别确定车辆前轮和车辆后轮的不动点；
27、根据不动点和前轮转角进行求解，得到不动点位置；
28、根据不动点位置确定不动点类别。
29、在其中一个实施例中，上述根据不动点类别确定系统分叉点包括：
30、在不动点位置和不动点类别发生变化的情况下，将当前时刻的前轮转角确定为系统分叉点。
31、在其中一个实施例中，上述根据总横摆力矩确定各车轮的横摆力矩，包括：
32、根据预设的约束条件对目标函数进行求解，得到各车轮的横摆力矩；
33、其中，目标函数以轮胎附着利用率最小为目标，包含轮胎附着利用率与轮胎纵向力、轮胎侧向力之间的关系；轮胎纵向力是基于总横摆力矩确定的；约束条件是根据各车轮的电机扭矩、车轮半径和垂直载荷确定的。
34、第二方面，本申请还提供了一种车辆轨迹跟踪及稳定性控制装置，该装置包括：
35、策略确定模块，用于根据获取到的前轮转角所在的目标转角区间，确定目标控制策略；
36、力矩确定模块，用于在目标控制策略包括横摆力矩控制的情况下，基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩；系统控制器是基于车辆系统的稳定性约束和横向约束建立的，稳定性约束用于对车辆系统的稳定性进行约束，横向约束用于对车辆系统的跟踪轨迹进行约束；
37、车辆控制模块，用于根据总横摆力矩确定各车轮的横摆力矩，并根据前轮转角和各车轮的横摆力矩控制车辆行驶。
38、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
39、根据获取到的前轮转角所在的目标转角区间，确定目标控制策略；
40、在所述目标控制策略包括横摆力矩控制的情况下，基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩；所述系统控制器是基于车辆系统的稳定性约束和横向约束建立的，所述稳定性约束用于对所述车辆系统的稳定性进行约束，所述横向约束用于对所述车辆系统的跟踪轨迹进行约束；
41、根据所述总横摆力矩确定各车轮的横摆力矩，并根据所述前轮转角和所述各车轮的横摆力矩控制车辆行驶。
42、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
43、根据获取到的前轮转角所在的目标转角区间，确定目标控制策略；
44、在所述目标控制策略包括横摆力矩控制的情况下，基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩；所述系统控制器是基于车辆系统的稳定性约束和横向约束建立的，所述稳定性约束用于对所述车辆系统的稳定性进行约束，所述横向约束用于对所述车辆系统的跟踪轨迹进行约束；
45、根据所述总横摆力矩确定各车轮的横摆力矩，并根据所述前轮转角和所述各车轮的横摆力矩控制车辆行驶。
46、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
47、根据获取到的前轮转角所在的目标转角区间，确定目标控制策略；
48、在所述目标控制策略包括横摆力矩控制的情况下，基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩；所述系统控制器是基于车辆系统的稳定性约束和横向约束建立的，所述稳定性约束用于对所述车辆系统的稳定性进行约束，所述横向约束用于对所述车辆系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述横向约束、所述稳定性约束、不确定参数以及时间参数，分别确定所述名义部分、所述初始误差部分和不确定部分，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述系统控制器的建立过程包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始系统横向动力学模型包括车辆动力学模型和车轮动力学模型，所述初始系统横向动力学模型的建立过程包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据目标系统横向动力学模型进行不动点求解，得到不动点类别，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述不动点类别确定系统分叉点包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述总横摆力矩确定各
10.一种面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制装置，其特征在于，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向极限工况的车辆轨迹跟踪及稳定性控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先建立的系统控制器确定总横摆力矩，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述横向约束、所述稳定性约束、不确定参数以及时间参数，分别确定所述名义部分、所述初始误差部分和不确定部分，包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述系统控制器的建立过程包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始系统横向动力学模型包括车辆动力学模型...
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