1.一种面向协同自适应巡航控制预期功能安全的容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型,以雷达传感器性能缺陷作为增广状态,构造增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型;
根据所述增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型,构造包含控制执行性能缺陷模型的传递参数,建立包含控制执行性能缺陷估计的传递参数估计器、增广状态估计器和控制执行性能缺陷估计器,构造触发条件检测方法;
根据所述传递参数估计器、所述增广状态估计器和所述控制执行性能缺陷估计器输出的传递参数估计值、增广状态估计值、控制执行性能缺陷估计值、以及所述触发条件检测方法输出的触发条件检测结果,计算面向协同式自适应巡航控制预期功能安全的多性能缺陷主动容错控制率;
将所述多性能缺陷主动容错控制率作为车辆驱动、制动控制执行的控制输入,生成可容忍协同式自适应巡航控制系统性能缺陷的车辆加速踏板开度和制动踏板开度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型为:
yi(t)=cixi(t)+ps,ipi(t)
其中,
xi=[εiδviai]t为系统状态向量,εi为相对距离误差,δvi为相对速度,ai为自车加速度,ai-1为前车加速度,bi为输入矩阵,u为控制输入,ai为系统矩阵,h为车头时距,ζi为发动机时间常数,bpi为执行器性能缺陷矩阵,fpi为执行器性能缺陷向量,ci为输出矩阵,ps,i为雷达传感器性能缺陷参数矩阵,pi为雷达传感器性能缺陷向量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述增广状态为
定义
其中,o为维度适当的零向量,i为维度适当的单位向量,prdi、prvi分别为雷达传感器由性能缺陷造成的对两车相对距离、相对速度测量的测量偏差数值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述传递参数为:
所述传递参数估计器表达式为:
所述增广状态估计器表达式为:
所述控制执行性能缺陷估计器表达式为:
其中,ni为观测器增益矩阵,
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述构造触发条件检测方法进一步包括:
构造的雷达传感器相关的触发条件检测方法为:
构造的控制执行相关的触发条件检测方法为:
式中,jth_rdi、jth_rdi分别为雷达传感器测量相对距离、相对速度的性能缺陷阈值,jthp为控制执行性能缺陷阈值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述面向协同式自适应巡航控制预期功能安全的多性能缺陷主动容错控制率的计算公式为:
其中,uftci(t)为面向协同式自适应巡航控制预期功能安全的多性能缺陷主动容错控制率,pi、qi分别为基于可测输出的反馈和基于v2x通信的前馈ucoi(t)的权重,k1i为增广系统的输出反馈增益矩阵,yi(t)为雷达传感器和加速度传感器测量值向量,∈1i、∈2i分别雷达传感器相关的触发条件检测结果和控制执行相关的触发条件检测结果,
7.一种面向协同自适应巡航控制预期功能安全的容错控制装置,其特征在于,包括:
第一构造模块,用于建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型,以雷达传感器性能缺陷作为增广状态,构造增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型;
第二构造模块,用于根据所述增广的协同式自适应巡航控制系统数学模型,构造包含控制执行性能缺陷模型的传递参数,建立包含控制执行性能缺陷估计的传递参数估计器、增广状态估计器和控制执行性能缺陷估计器,构造触发条件检测方法;
计算模块,用于根据所述传递参数估计器、所述增广状态估计器和所述控制执行性能缺陷估计器输出的传递参数估计值、增广状态估计值、控制执行性能缺陷估计值、以及所述触发条件检测方法输出的触发条件检测结果,计算面向协同式自适应巡航控制预期功能安全的多性能缺陷主动容错控制率;
控制模块,用于将所述多性能缺陷主动容错控制率作为车辆驱动、制动控制执行的控制输入,生成可容忍协同式自适应巡航控制系统性能缺陷的车辆加速踏板开度和制动踏板开度。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述建立包含雷达传感器和驱动、制动控制执行性能缺陷的协同式自适应巡航控制系统数学模型为:
yi(t)=cixi(t)+ps,ipi(t)
其中,
xi=[εiδviai]t为系统状态向量,εi为相对距离误差,δvi为相对速度,ai为自车加速度,ai-1为前车加速度,bi为输入矩阵,u为控制输入,ai为系统矩阵,h为车头时距,ζi为发动机时间常数,bpi为执行器性能缺陷矩阵,fpi为执行器性能缺陷向量,ci为输出矩阵,ps,i为雷达传感器性能缺陷参数矩阵,pi为雷达传感器性能缺陷向量;
所述增广状态为
定义
其中,o为维度适当的零向量,i为维度适当的单位向量,prdi、prvi分别为雷达传感器由性能缺陷造成的对两车相对距离、相对速度测量的测量偏差数值。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述传递参数为:
所述传递参数估计器表达式为:
所述增广状态估计器表达式为:
所述控制执行性能缺陷估计器表达式为:
其中,ni为观测器增益矩阵,
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述构造触发条件检测方法进一步包括:
构造的雷达传感器相关的触发条件检测方法为:
构造的控制执行相关的触发条件检测方法为:
式中,jth_rdi、jth_rdi分别为雷达传感器测量相对距离、相对速度的性能缺陷阈值,jthp为控制执行性能缺陷阈值。