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申请/专利权人：南京林业大学

摘要：本发明提出了一种高速转向智能车队运稳定性的控制方法，本发明选择智能车队中任意相邻的前、后两辆车，通过虚拟结构法构建的虚拟铰接模型，将前、后车辆连接成为一个系统，并利用第二类拉格朗日方程理论建立了考虑非线性轮胎和转向系统的十自由度智能车队系统模型。利用特征方程分析法定义了系统阻尼比，通过系统阻尼比与智能车队运动稳定性的关系，分析得到系统动态临界车速，并将其作为智能车队系统稳定性指标。利用灵敏度分析法、控制变量分析法和时域分析法，分析了智能车队结构特征和系统参数对系统动态临界车速的影响以及在侧向扰动下的系统运动稳定性，进而证明了所提出的控制策略的正确性，且容易推广使用。

主权项：1.高速转向智能车队稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、模型建立：步骤1.1、建立单一车辆模型，单一车辆模型包括单一车辆的非线性魔术公式轮胎模型和单一车辆的转向系统模型；步骤1.2、任选智能车队中连续的前车辆和后车辆类比实际半挂车结构中的牵引车和拖车，通过虚拟结构法建立虚拟铰接模型；步骤1.3、基于单一车辆模型和虚拟铰接模型，并利用第二类拉格朗日方程分析法建立十自由度虚拟铰接智能车队系统模型；分析系统模型中的系统动能、系统势能、系统耗散能和系统广义力，将系统动能、系统势能、系统耗散能以及系统广义力带入第二类拉格朗日方程中进行计算，得到系统动力学微分方程；根据系统动力学微分方程计算系统状态空间方程；步骤2、非线性状态方程分析：步骤2.1、首先，将前车辆行驶车速作为系统的控制变量，保持前车辆前轮转角不变，计算出不同车速下系统对应的平衡点；将系统状态空间方程中非线性部分在平衡点附近进行Taylor展开，并忽略高阶项，得到展开公式；通过展开公式和系统状态空间方程，计算得到系统特征方程；步骤2.2、根据系统特征方程计算系统阻尼比，进而得到系统阻尼比和系统行驶速度之间的关系曲线，根据关系曲线得到系统动态临界车速；步骤3、参数影响分析：步骤3.1、采用控制变量分析法分析后车主动转向、调整车间距和调整虚拟铰接点位置对系统动态临界车速的影响；步骤3.2、采用灵敏度分析法分析车辆自身特性对系统动态临界车速的影响；步骤4、基于步骤3提出面向高速转向智能车队稳定性控制策略：步骤4.1、首先，分析前车辆临界转向盘转角下的系统稳定性，并根据系统实际行驶车速确定前车转向盘转角范围，进而确保系统运动稳定性；步骤4.2、其次，通过车辆自身特性来提高单一车辆运动稳定性，车辆自身特性包括转向系统参数、整车质量参数和转动惯量参数；步骤4.3、最后，通过后车主动特性来进一步提高系统运动稳定性，后车主动特性包括车间距调整和后车主动转向。

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