一种商用车滑板底盘线控制动系统及其一致性控制方法

1.本发明属于滑板底盘系统技术领域，具体涉及一种滑板底盘线控制动系统及其一致性控制方法。


背景技术：

2.随着国家双碳战略及新能源物流政策的提出，电动卡车在物流运输领域成为人们研究的热点。而滑板底盘凭借其全轮驱动、转向、制动等系统一体化集成的结构，可实现上装车身与下装底盘的独立开发，极大程度增强车辆制造的便利性，降低制造成本并缩短研发周期。但是，滑板底盘变上装结构带来的整车质量变化和行驶路况的改变会影响制动力的分配。同时，滑板底盘采用的电气复合线控制动系统存在因线控气压制动系统滞后以及路况载荷变化而导致的制动不一致性问题，从而进一步影响制动的准确性和稳定性。因此，如何合理地设计商用车滑板底盘线控制动系统的制动力分配规则及一致性控制策略是设计人员研究的重要课题。
3.目前，对于电气复合线控制动系统的研究较少，其通常使用传统的比例微分控制，并且在载荷和道路条件的不确定性下难以维持很好的适应性和鲁棒性，没有考虑多源异构执行器的一致性控制。例如，中国发明专利申请号为cn202210046450.9中公开了一种电气复合制动系统的控制方法，通过跟踪微分器对电气复合制动系统进行控制；中国发明专利申请号为cn202010321116.0中公开了一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统，根据前后轴制动力矩确定车辆的目标制动力；中国发明专利申请号为cn202111352746.5中公开了一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法，消除了电液复合制动造成的转矩波动问题。
4.以上的线控制动系统及其控制方法没有充分考虑滑板底盘的设计带来的载荷和路况不确定性，同时，对于电机再生制动系统和气压制动系统的制动力分配问题和制动过程中产生的不一致性问题不能进行很好地解决。


技术实现要素：

5.针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种商用车滑板底盘线控制动系统及其一致性控制方法，以克服现有技术中存在的路况-载荷考虑不充分，电气复合线控制动系统易产生不一致性从而影响整体制动性能的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.本发明的一种商用车滑板底盘线控制动系统，包括：车速传感器、纵向加速度传感器、路况-载荷估计模块、制动力分配控制模块、气压制动控制模块、电机再生制动模块、电机再生制动补偿控制模块、轮毂电机及气压摩擦制动器；其中，
8.所述车速传感器安装于车轮中，用于获取车速信号，将获得的车速信号传送给路况-载荷估计模块；
9.所述纵向加速度传感器安装于车身底板上，用于检测车辆的纵向加速度，将获得
的纵向加速度信号传送给路况-载荷估计模块；
10.所述路况-载荷估计模块，接收车速传感器及纵向加速度传感器的信号，计算得到路况-载荷信息，并传送给制动力分配控制模块；
11.所述制动力分配控制模块与路况-载荷估计模块电气连接，接收路况-载荷估计模块的信号，根据制动力分配规则得出电气复合线控制动系统制动力分配比，并分别控制气压制动模块和电机再生制动模块输出需求气压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；
12.所述气压制动控制模块包括：空气压缩机、储气筒、制动阀；气压制动控制模块与制动力分配控制模块和气压摩擦制动器电气连接，根据需求气压摩擦制动力矩计算实际气压摩擦制动力矩，以输出高压制动气体；
13.所述空气压缩机将空气压缩至储气筒，再通过制动阀向气压摩擦制动器输出气体，以实现制动；
14.所述气压摩擦制动器安装于车轮内，用于产生气压摩擦制动力矩，对车轮进行摩擦制动；
15.所述电机再生制动模块与制动力分配控制模块和轮毂电机电气连接，控制轮毂电机输出电机再生制动力矩；
16.所述电机再生制动补偿控制模块与路况-载荷估计模块、轮毂电机电气连接，根据路况-载荷估计模块发送的路面附着系数和质量估计值，通过滑板底盘电气复合线控制动系统一致性控制策略，控制轮毂电机输出最终的电机再生制动补偿力矩信息给轮毂电机；
17.所述轮毂电机安装于车轮内，用于输出最终电机再生制动力矩以制动车轮。
18.进一步地，所述制动力分配规则具体为：
19.总需求制动力为：
[0020][0021]
其中，fz为地面反力；μ为路面附着系数；rw为车轮半径；
[0022]
定义三种制动模式，以参数q区分：
[0023][0024]
在三种制动模式下，滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比为α：
[0025][0026]
其中，t为总需求制动力矩；tb为气压摩擦制动力矩；tm为电机再生制动力矩；
[0027]
制动力分配规则如下：
[0028]
[0029]
其中，γi＝f(m,s,μ)i＝1,2,3；γ1，γ2，γ3是与车辆状态参数和行驶路况相关的变系数；t
bmax
是气压制动系统最大制动力矩；
[0030]
当q＜47.6时，处于低强度制动模式，需求制动力全部由电机再生制动系统提供；
[0031]
当47.6≤q≤95.2时，处于中强度制动模式，易受行驶工况影响，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配；
[0032]
当q＞95.2时，处于高强度制动模式，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配。
[0033]
本发明的一种商用车滑板底盘线控制动系统的一致性控制方法，基于上述系统，包括以下步骤：
[0034]
1)建立滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型；
[0035]
2)根据步骤1)建立的滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型，进行路况-载荷的参数估计；
[0036]
3)根据步骤2)中估计得到的路况-载荷信息，设计滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配规则，计算得到滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比，进行滑板底盘电气复合线控制动系统制动力分配，分别控制气压制动控制模块和电机再生制动模块输出需求气压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；
[0037]
4)设计滑板底盘电气复合线控制动系统一致性控制策略：根据步骤3)得到的滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比，由电机再生制动补偿控制模块通过h2/h
∞
混合灵敏度控制算法，利用电机再生制动力来补偿气压制动力滞后以及路况载荷变化造成的制动力矩波动，通过电机再生制动和气压制动的协调工作消除制动力波动带来的不一致性。
[0038]
进一步地，所述步骤1)中建立滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型具体如下：
[0039]
滑板底盘电气复合线控制动系统模型包括电机再生制动系统模型和气压制动系统模型；
[0040]
电机再生制动系统模型建立如下：
[0041]
取电机再生制动系统的状态变量为x＝[im,uc]
t
，系统的输入变量为u＝[ψ]，系统的扰动输入为w＝[vm,ub]
t
，系统的输出变量为y＝[im]，电机再生制动系统跟踪控制的状态方程为：
[0042][0043]
其中，
[0044]c11
＝[1 0]，d
11
＝[0 0]，d22＝[0]；
[0045]
式中，im为轮毂电机电枢电流；uc为电容电压；ub为蓄电池端电压；ψ为占空比；λm为电源内阻；λb，λc为电容线路电阻；c0为电容器电容；vm为轮毂电机电枢电压；l为轮毂电机电感；
[0046]
气压制动系统模型建立如下：
[0047]
tb＝2p
bap
ηbμbrbcb[0048]
式中：pb为制动压力；a
p
为制动气室活塞面积；ηb为制动效率；μb为制动摩擦系数；rb为有效制动半径；cb为制动器系数；tb为气压摩擦制动力矩；
[0049]
气动压力的响应时间和变化率如下：
[0050][0051][0052]
式中，p
t
为要求的制动压力；u
p
为制动压力变化率；τ
p
为制动系统的响应时间；s为滑移率；pb是实际制动压力；
[0053]
根据车辆的运动过程和受力分析，整车模型建立如下：
[0054][0055]
式中，∑f
x
为车辆纵向力之和；∑fy为车辆横向力之和；∑mz为车辆绕z轴转矩之和；f
xfl
为左前车轮的纵向轮胎力；f
xfr
为右前车轮的纵向轮胎力；f
xrl
为左后车轮的纵向轮胎力；f
xrr
为右后车轮的纵向轮胎力；f
yfl
为左前车轮的横向轮胎力；f
yfr
为右前车轮的横向轮胎力；f
yrl
为左后车轮的横向轮胎力；f
yrr
为右后车轮的横向轮胎力；δf为前轮转角；df为前轮距；dr为后轮距；m为整车质量；v为车速；v2为纵向车速；a、b分别为前后轴到质心的距离；ωr为车辆横摆角速度；iz为车辆绕z轴的转动惯量；a
x
为车辆纵向加速度；ay为车辆横向加
速度。
[0056]
进一步地，所述步骤2)中的路况-载荷的参数估计过程如下：
[0057]
基于上述滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型，建立路面附着系数估计模型：
[0058][0059]
式中，f
x
为车辆纵向力；fz为车辆垂直方向力；s为滑移率；j为单一车轮的转动惯量；为车轮角加速度；c
x
为形状因子；μ为路面附着系数；μ0为路面附着系数选定初值；d为车轮直径；rw为车轮半径；
[0060]
基于递归最小二乘法的路面附着系数估计模型为：
[0061][0062]
式中，λ为遗忘因子，取为0.985；y1(k)为k时刻路面附着系数估计模型的输出；td(k)为k时刻驱动力矩；为k时刻系统的观测矩阵；为k时刻的路面附着系数最优估计值；为k-1时刻的路面附着系数最优估计值；p1(k)为路面附着系数估计模型的k时刻协方差矩阵；p1(k-1)为路面附着系数估计模型的k-1时刻协方差矩阵；k1(k)为路面附着系数估计模型的k时刻增益；δk为采样时间；
[0063]
基于车辆纵向动力学方程建立递归最小二乘法质量估计模型：
[0064][0065]
式中，td为驱动力矩；i0为传动系传动比；h为传动系机械效率；cd为空气阻力系数；av为车辆迎风面积；ρ为空气密度；v为车速；f为滚动阻力系数；g为重力加速度；θs为坡道角度；δ1为旋转质量换算系数；a
real
为纵向加速度值；
[0066]
基于递归最小二乘法的整车质量估计模型为：
[0067][0068]
式中，λ为遗忘因子，取为0.985；y2(k)为k时刻整车质量估计模型的输出；
[0069]
e(k)＝(gf cosθs g sinθs δ1a
real
)，为系统k时刻的观测矩阵；为k时刻整车质量最优估计值；为k-1时刻的整车质量最优估计值；p2(k)为整车质量估计模型的k时刻协方差矩阵；p2(k-1)为整车质量估计模型的k-1时刻协方差矩阵；k2(k)为整车质量估计模型的k时刻增益。
[0070]
进一步地，所述步骤3)中的滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配规则具体如下：
[0071]
总需求制动力为：
[0072][0073]
其中，fz为地面反力；μ为路面附着系数；rw为车轮半径；
[0074]
定义三种制动模式，以参数q区分：
[0075][0076]
在三种制动模式下，滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比为α：
[0077][0078]
其中，t为总需求制动力矩；tb为气压摩擦制动力矩；tm为电机再生制动力矩；
[0079]
制动力分配规则如下：
[0080][0081]
其中，γi＝f(m,s,μ)i＝1,2,3；γ1，γ2，γ3是与车辆状态参数和行驶路况相关的变系数；t
bmax
是气压制动系统最大制动力矩；
[0082]
当q＜47.6时，处于低强度制动模式，需求制动力全部由电机再生制动系统提供；
[0083]
当47.6≤q≤95.2时，处于中强度制动模式，易受行驶工况影响，根据公式
进行电气复合线控制动系统制动力的分配；
[0084]
当q＞95.2时，处于高强度制动模式，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配。
[0085]
进一步地，所述步骤4)中的利用电机再生制动力来补偿气压制动力滞后以及车辆状态和路况干扰造成的制动力矩波动，采用h2/h
∞
混合灵敏度控制算法控制最终电机再生制动力矩δtm来补偿实际气压摩擦制动力矩tb由于滞后产生的差值δt，具体包括：
[0086]
取电气复合线控制动系统的状态变量为系统的输入为u＝[δt]，外界干扰输入为ξ＝[v
m f
m dr]
t
，系统的输出为y＝[δtm]，建立电气复合线控制动系统的状态空间模型如下：
[0087][0088]
其中：
[0089][0090]
c＝[0 0 0 0 1]；d1＝[0 0 0]；
[0091]
d2＝[0]；δt为实际气压摩擦制动力矩tb由于滞后产生的差值；δtm为电机补偿力矩；im为轮毂电机电枢电流；uc为电容电压；vb，vc为逆变器电容两端电压；为制动阀衔铁位移；为制动气室活塞行程；vm为轮毂电机电枢电压；d为逆变器比例系数；fm为制动气室摩擦阻力；dr为路面干扰力矩；v
t
为制动气室体积；rb，rc，rm为逆变器电阻；a
p
为制动气室活塞面积；βe为气体弹性模量；kq为制动阀流量增益；kc为制动阀流量压力增益；ky为压缩机增
益系数；ks为阀芯弹簧刚度；ki为压缩机阻尼比；为步骤2)中估计得出的整车质量；
[0092]
考虑最终电机再生制动力矩tm跟随补偿再生制动力矩δtb效果，选择加权函数wi、wj，则h
∞
混合灵敏度控制系统的稳定条件为：
[0093][0094]
选择将从干扰输入ξ到控制输出u的传递函数的h2范数作为另一个性能指标进行优化，即：
[0095][0096]
式中，k(s)为控制器；s(s)为灵敏度函数；t(s)为补灵敏度函数；wk为限制控制输出能量的加权函数；
[0097]
根据h2/h
∞
混合灵敏度控制算法的设计，滑板底盘电气复合线控制动闭环控制系统表示如下：
[0098][0099]
电机再生制动系统需要产生的补偿力矩δt为：
[0100][0101]
式中，z1、z2和z3分别为滑板底盘电气复合线控制动闭环控制系统的三个控制输出；z1表示电气复合线控制动系统的噪声抑制性能和鲁棒稳定性；z2表示控制器输出的大小；z3表示电气复合线控制动系统对再生制动系统补偿力矩的跟踪性能和抗干扰性能；wi，wj，wk分别为z1、z2，z3的性能权函数；y为状态空间的输出、控制器的输入；为控制器。
[0102]
本发明的有益效果：
[0103]
1、本发明在利用最小二乘法估计得出路况-载荷信息的基础上，制定滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配规则，使系统在不同路况和变上装结构下具有更好的适应性；
[0104]
2、本发明采用h
2/h∞
算法通过电机再生制动力补偿气压制动力滞后以及上装改变等不确定因素造成的制动力矩波动，同时考虑了电机电枢电流，气压制动摩擦等干扰的影响，而且对控制器控制输出进行了限制，能够很好地实现滑板底盘线控制动系统的一致性控制。
[0105]
3、本发明所提出的滑板底盘线控制动系统及其一致性控制方法能够应用在多种滑板底盘制动系统上，具有很高的实用价值和市场潜力。
附图说明
[0106]
图1为本发明滑板底盘线控制动系统的原理框图；
[0107]
图2为本发明一致性控制方法的原理流程图；
[0108]
图3为本发明h
2/h∞
混合灵敏度控制器设计框图；
[0109]
图中，1-车速传感器，2-纵向加速度传感器，3-路况-载荷估计模块，4-制动力分配控制模块，5-气压制动控制模块，6-气压摩擦制动器，7-轮毂电机，8-电机再生制动补偿控制模块，9-车轮，10-空气压缩机，11-储气筒，12-制动阀，13-电机再生制动模块。
具体实施方式
[0110]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0111]
参照图1所示，本发明的一种商用车滑板底盘线控制动系统，包括：车速传感器1、纵向加速度传感器2、路况-载荷估计模块3、制动力分配控制模块4、气压制动控制模块5、电机再生制动模块13、电机再生制动补偿控制模块8、轮毂电机7及气压摩擦制动器6；其中，
[0112]
所述车速传感器1安装于车轮中，用于获取车速信号，将获得的车速信号传送给路况-载荷估计模块3；
[0113]
所述纵向加速度传感器2安装于车身底板上，用于检测车辆的纵向加速度，将获得的纵向加速度信号传送给路况-载荷估计模块3；
[0114]
所述路况-载荷估计模块3，接收车速传感器及纵向加速度传感器的信号，计算得到路况-载荷信息，并传送给制动力分配控制模块4；
[0115]
所述制动力分配控制模块4与路况-载荷估计模块3电气连接，接收路况-载荷估计模块3的信号，根据制动力分配规则得出电气复合线控制动系统制动力分配比，并分别控制气压制动模块5和电机再生制动模块8输出需求气压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；
[0116]
所述气压制动控制模块5包括：空气压缩机10、储气筒11、制动阀12；气压制动控制模块5与制动力分配控制模块4和气压摩擦制动器6电气连接，根据需求气压摩擦制动力矩计算实际气压摩擦制动力矩，以输出高压制动气体；
[0117]
所述空气压缩机10将空气压缩至储气筒11，再通过制动阀12向气压摩擦制动器6输出气体，以实现制动；
[0118]
所述气压摩擦制动器6安装于车轮内，用于产生气压摩擦制动力矩，对车轮9进行摩擦制动；
[0119]
所述电机再生制动模块13与制动力分配控制模块4和轮毂电机7电气连接，控制轮毂电机输出电机再生制动力矩；
[0120]
所述电机再生制动补偿控制模块8与路况-载荷估计模块3、轮毂电机7电气连接，根据路况-载荷估计模块3发送的路面附着系数和质量估计值，通过滑板底盘电气复合线控制动系统一致性控制策略，控制轮毂电机7输出最终的电机再生制动补偿力矩信息给轮毂电机；
[0121]
所述轮毂电机7安装于车轮内，用于输出最终电机再生制动力矩以制动车轮9。
[0122]
其中，所述制动力分配规则具体为：
[0123]
总需求制动力为：
[0124][0125]
其中，fz为地面反力；μ为路面附着系数；rw为车轮半径；
[0126]
定义三种制动模式，以参数q区分：
[0127][0128]
在三种制动模式下，滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比为α：
[0129][0130]
其中，t为总需求制动力矩；tb为气压摩擦制动力矩；tm为电机再生制动力矩；
[0131]
制动力分配规则如下：
[0132][0133]
其中，γi＝f(m,s,μ)i＝1,2,3；γ1，γ2，γ3是与车辆状态参数和行驶路况相关的变系数；t
bmax
是气压制动系统最大制动力矩；
[0134]
当q＜47.6时，处于低强度制动模式，需求制动力全部由电机再生制动系统提供；
[0135]
当47.6≤q≤95.2时，处于中强度制动模式，易受行驶工况影响，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配；
[0136]
当q＞95.2时，处于高强度制动模式，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配。
[0137]
参照图2所示，本发明的一种商用车滑板底盘线控制动系统的一致性控制方法，基于上述系统，包括以下步骤：
[0138]
1)建立滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型；
[0139]
其中，所述步骤1)中建立滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型具体如下：
[0140]
滑板底盘电气复合线控制动系统模型包括电机再生制动系统模型和气压制动系统模型；
[0141]
电机再生制动系统模型建立如下：
[0142]
取电机再生制动系统的状态变量为x＝[im,uc]
t
，系统的输入变量为u＝[ψ]，系统的扰动输入为w＝[vm,ub]
t
，系统的输出变量为y＝[im]，电机再生制动系统跟踪控制的状态方程为：
[0143][0144]
其中，其中，c
11
＝[1 0]，d
11
＝[0 0]，d22＝[0]；
[0145]
式中，im为轮毂电机电枢电流；uc为电容电压；ub为蓄电池端电压；ψ为占空比；λm为电源内阻；λb，λc为电容线路电阻；c0为电容器电容；vm为轮毂电机电枢电压；l为轮毂电机电感；
[0146]
气压制动系统模型建立如下：
[0147]
tb＝2p
bap
ηbμbrbcb[0148]
式中：pb为制动压力；a
p
为制动气室活塞面积；ηb为制动效率；μb为制动摩擦系数；rb为有效制动半径；cb为制动器系数；tb为气压摩擦制动力矩；
[0149]
气动压力的响应时间和变化率如下：
[0150][0151][0152]
式中，p
t
为要求的制动压力；u
p
为制动压力变化率；τ
p
为制动系统的响应时间；s为滑移率；pb是实际制动压力；
[0153]
根据车辆的运动过程和受力分析，整车模型建立如下：
[0154][0155]
式中，∑f
x
为车辆纵向力之和；∑fy为车辆横向力之和；∑mz为车辆绕z轴转矩之和；f
xfl
为左前车轮的纵向轮胎力；f
xfr
为右前车轮的纵向轮胎力；f
xrl
为左后车轮的纵向轮
胎力；f
xrr
为右后车轮的纵向轮胎力；f
yfl
为左前车轮的横向轮胎力；f
yfr
为右前车轮的横向轮胎力；f
yrl
为左后车轮的横向轮胎力；f
yrr
为右后车轮的横向轮胎力；δf为前轮转角；df为前轮距；dr为后轮距；m为整车质量；v为车速；v2为纵向车速；a、b分别为前后轴到质心的距离；ωr为车辆横摆角速度；iz为车辆绕z轴的转动惯量；a
x
为车辆纵向加速度；ay为车辆横向加速度。
[0156]
2)根据步骤1)建立的滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型，进行路况-载荷的参数估计；
[0157]
其中，所述步骤2)中的路况-载荷的参数估计过程如下：
[0158]
基于上述滑板底盘电气复合线控制动系统模型和整车模型，建立路面附着系数估计模型：
[0159][0160]
式中，f
x
为车辆纵向力；fz为车辆垂直方向力；s为滑移率；j为单一车轮的转动惯量；为车轮角加速度；c
x
为形状因子；μ为路面附着系数；μ0为路面附着系数选定初值；d为车轮直径；rw为车轮半径；
[0161]
基于递归最小二乘法的路面附着系数估计模型为：
[0162][0163]
式中，λ为遗忘因子，取为0.985；y1(k)为k时刻路面附着系数估计模型的输出；td(k)为k时刻驱动力矩；为k时刻系统的观测矩阵；为k时刻的路面附着系数最优估计值；为k-1时刻的路面附着系数最优估计值；p1(k)为路面附着系数估计模型的k时刻协方差矩阵；p1(k-1)为路面附着系数估计模型的k-1时刻协方差矩阵；k1(k)为路面附着系数估计模型的k时刻增益；δk为采样时间；
[0164]
基于车辆纵向动力学方程建立递归最小二乘法质量估计模型：
[0165]
[0166]
式中，td为驱动力矩；i0为传动系传动比；h为传动系机械效率；cd为空气阻力系数；av为车辆迎风面积；ρ为空气密度；v为车速；f为滚动阻力系数；g为重力加速度；θs为坡道角度；δ1为旋转质量换算系数；a
real
为纵向加速度值；
[0167]
基于递归最小二乘法的整车质量估计模型为：
[0168][0169]
式中，λ为遗忘因子，取为0.985；y2(k)为k时刻整车质量估计模型的输出；
[0170]
e(k)＝(gfcosθs gsinθs δ1a
real
)，为系统k时刻的观测矩阵；为k时刻整车质量最优估计值；为k-1时刻的整车质量最优估计值；p2(k)为整车质量估计模型的k时刻协方差矩阵；p2(k-1)为整车质量估计模型的k-1时刻协方差矩阵；k2(k)为整车质量估计模型的k时刻增益；
[0171]
3)根据步骤2)中估计得到的路况-载荷信息，设计滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配规则，计算得到滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比，进行滑板底盘电气复合线控制动系统制动力分配，分别控制气压制动控制模块和电机再生制动模块输出需求气压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；
[0172]
其中，所述步骤3)中的滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配规则具体如下：
[0173]
总需求制动力为：
[0174][0175]
其中，fz为地面反力；μ为路面附着系数；rw为车轮半径；
[0176]
定义三种制动模式，以参数q区分：
[0177][0178]
在三种制动模式下，滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比为α：
[0179][0180]
其中，t为总需求制动力矩；tb为气压摩擦制动力矩；tm为电机再生制动力矩；
[0181]
制动力分配规则如下：
[0182][0183]
其中，γi＝f(m,s,μ)i＝1,2,3；γ1，γ2，γ3是与车辆状态参数和行驶路况相关的变系数；t
bmax
是气压制动系统最大制动力矩；
[0184]
当q＜47.6时，处于低强度制动模式，需求制动力全部由电机再生制动系统提供；
[0185]
当47.6≤q≤95.2时，处于中强度制动模式，易受行驶工况影响，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配；
[0186]
当q＞95.2时，处于高强度制动模式，根据公式进行电气复合线控制动系统制动力的分配。
[0187]
4)设计滑板底盘电气复合线控制动系统一致性控制策略：根据步骤3)得到的滑板底盘电气复合线控制动系统的制动力分配比，由电机再生制动补偿控制模块通过h2/h
∞
混合灵敏度控制算法，利用电机再生制动力来补偿气压制动力滞后以及路况载荷变化造成的制动力矩波动，通过电机再生制动和气压制动的协调工作消除制动力波动带来的不一致性；
[0188]
其中，所述步骤4)中的利用电机再生制动力来补偿气压制动力滞后以及车辆状态和路况干扰造成的制动力矩波动，采用h2/h
∞
混合灵敏度控制算法控制最终电机再生制动力矩δtm来补偿实际气压摩擦制动力矩tb由于滞后产生的差值δt，参照图3所示，具体包括：
[0189]
取电气复合线控制动系统的状态变量为系统的输入为u＝[δt]，外界干扰输入为ξ＝[v
m f
m dr]
t
，系统的输出为y＝[δtm]，建立电气复合线控制动系统的状态空间模型如下：
[0190][0191]
其中：
[0192][0193]
c＝[0 0 0 0 1]；d1＝[0 0 0]；
[0194]
d2＝[0]；δt为实际气压摩擦制动力矩tb由于滞后产生的差值；δtm为电机补偿力矩；im为轮毂电机电枢电流；uc为电容电压；vb，vc为逆变器电容两端电压；为制动阀衔铁位移；为制动气室活塞行程；vm为轮毂电机电枢电压；d为逆变器比例系数；fm为制动气室摩擦阻力；dr为路面干扰力矩；v
t
为制动气室体积；rb，rc，rm为逆变器电阻；a
p
为制动气室活塞面积；βe为气体弹性模量；kq为制动阀流量增益；kc为制动阀流量压力增益；ky为压缩机增益系数；ks为阀芯弹簧刚度；ki为压缩机阻尼比；为步骤2)中估计得出的整车质量；
[0195]
考虑最终电机再生制动力矩tm跟随补偿再生制动力矩δtb效果，选择加权函数wi、wj，则h
∞
混合灵敏度控制系统的稳定条件为：
[0196][0197]
(为了降低控制输出的能量，在保证上式h
∞
混合灵敏度问题要求的同时)选择将从干扰输入ξ到控制输出u的传递函数的h2范数作为另一个性能指标进行优化，即：
[0198][0199]
式中，k(s)为控制器；s(s)为灵敏度函数；t(s)为补灵敏度函数；wk为限制控制输出能量的加权函数；
[0200]
根据h2/h
∞
混合灵敏度控制算法的设计，滑板底盘电气复合线控制动闭环控制系
统表示如下：
[0201][0202]
电机再生制动系统需要产生的补偿力矩δt为：
[0203][0204]
式中，z1、z2和z3分别为滑板底盘电气复合线控制动闭环控制系统的三个控制输出；z1表示电气复合线控制动系统的噪声抑制性能和鲁棒稳定性；z2表示控制器输出的大小；z3表示电气复合线控制动系统对再生制动系统补偿力矩的跟踪性能和抗干扰性能；wi，wj，wk分别为z1、z2，z3的性能权函数；y为状态空间的输出、控制器的输入；为控制器。
[0205]
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。