本發(fā)明屬于汽車，具體涉及一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來，車輛空氣動力學(xué)部件成為了車輛空氣動力學(xué)研究的一大重點，車輛尾部的擴散器是空氣動力學(xué)部件之一，合理的運用擴散器可以有效改善車輛能耗，提高車輛操控性，但固定的擴散器無法隨車輛的狀態(tài)變化進行調(diào)整，主動擴散器則可以根據(jù)不同的駕駛場景對擴散器的狀態(tài)進行調(diào)整，從而達到不同情況下的不同氣動特性，改善車輛能耗，增加行駛穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，可依據(jù)擴散器在不同駕駛情況下對車輛的作用效果設(shè)計模糊控制規(guī)則，實現(xiàn)不同情況下的擴散器角度的調(diào)節(jié)，獲得改善車輛氣動性能，改善車輛能耗和操縱穩(wěn)定性的效果。

2、本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制方法，具體包括如下步驟：

4、步驟一：建立車輛的空氣動力學(xué)車身六自由度模型，得出擴散器對車輛的氣動六分力影響模型和受力分析；

5、步驟二：根據(jù)擴散器的工作原理和性質(zhì)確定控制器的輸出為擴散器的角度，并將其進行模糊化；

6、步驟三：確定控制器的輸入為期望加速度及前后輪胎滑移率的差值，并將其進行模糊化；

7、步驟四：制定模糊控制規(guī)則。

8、進一步地，步驟一中，主動擴散器在x、y、z方向上對車身的氣動力與氣動力矩分別為：

9、faerox＝-fdrag????????????????(0-1)

10、fareoy＝0????????????????????(0-2)

11、fareoz-fdown????????????????(0-3)

12、mareox＝0????????????????????(0-4)

13、mareoy＝fdragh-fdownl?????????(0-5)

14、mareoz＝0????????????????????(0-6)

15、其中，faerox、faeroy、faeroz分別為x、y、z方向上的氣動力，maerox、maeroy、maeroz分別為繞x、y、z的氣動力矩，fdown為主動擴散器所產(chǎn)生的下壓力，fdrag為主動擴散器所產(chǎn)生的空氣阻力，h為主動擴散器作用點到車輛質(zhì)心處的高度距離，l為主動擴散器作用點到車輛質(zhì)心的縱向距離。

16、進一步地，步驟二具體包括如下內(nèi)容：

17、設(shè)擴散器的角度為aod，其可調(diào)節(jié)范圍是[-30°,30°]，模糊論域的取值[-30,30]，將其模糊子集設(shè)定為{nl(負大),nm(負中),ns(負小),0,ps(正小),pm(正中),pl(正大)}；角度aod模糊集的隸屬度函數(shù)采用高斯型和聯(lián)合高斯型隸屬度函數(shù)，分布設(shè)定如下：其中，nl和pl兩個模糊子集采用聯(lián)合高斯型隸屬度分布函數(shù)，其參數(shù)分別如下：

18、nl:y＝gauss2mf(x,[1-30?2-25])；

19、pl:y＝gauss2mf(x,[2?25?1?30])；

20、其中，gauss2mf表示雙高斯混合函數(shù)，括號中為雙高斯混合函數(shù)的參數(shù)；

21、其他子集采用高斯型隸屬度分布函數(shù)，其參數(shù)如下：

22、nm:y＝gaussmf(x,[2.5-17])；

23、ns:y＝gaussmf(x,[2-8])；

24、0:y＝gaussmf(x,[2?0])；

25、ps:y＝gaussmf(x,[2?8])；

26、pm:y＝gaussmf(x,[2.5?17])；

27、gaussmf表示高斯函數(shù)，其中，括號中的數(shù)值為高斯函數(shù)的參數(shù)。

28、進一步地，步驟三中，車輛的期望加速度accexp由加速踏板開度和剎車踏板的開度計算得來，具體計算方式如下：

29、accexp＝pdgas-pdbrake

30、其中，pdgas為油門踏板開度，pdbrake為制動踏板開度，范圍均為[0,1]；期望加速度accexp范圍為[-1,1]，模糊論域取值[-1,1]，設(shè)定其模糊子集為{bl(減大),bm(減中),bs(減小),0,gs(加小),gm(加中),gl(加大)}，accexp模糊集的隸屬度函數(shù)分布設(shè)定如下：其中，bl和gl兩個子集采用混合高斯型隸屬度分布函數(shù)，具體參數(shù)如下：

31、bl:y＝gauss2mf(x,[1-1?0.1-0.85])；

32、gl:y＝gauss2mf(x,[0.1?0.85?1?1])；

33、其他子集采用高斯型隸屬度函數(shù)，具體參數(shù)如下：

34、bm:y＝gaussmf(x,[0.06-0.5])；

35、bs:y＝gaussmf(x,[0.06-0.25])；

36、0:y＝gaussmf(x,[0.05?0])；

37、gs:y＝gaussmf(x,[0.06?0.25])；

38、gm:y＝gaussmf(x,[0.06?0.5])。

39、進一步地，步驟三中，前后輪胎滑移率的差值sf&r的具體計算公式如下：

40、sf&r＝max{srl,srr}-{sfl,ffr}

41、其中srl,srr為兩后輪的滑移率，sfl,ffr為兩前輪的滑移率。

42、sf&r的范圍為[-1,1]，模糊論域取值[-1,1]，設(shè)定其模糊子集為{fl(前大),fm(前中),fs(前小),0,rs(后小),rm(后中),rl(后大)}；srf&模糊子集的隸屬度函數(shù)分布設(shè)定如下:fl和rl兩個子集采用混合高斯型隸屬度分布函數(shù)，具體參數(shù)如下：

43、fl:y＝gauss2mf(x,[0.6-1?0.06-0.5])；

44、rl:y＝gauss2mf(x,[0.06?0.5?0.6?1])；

45、其他子集采用高斯型隸屬度函數(shù)，具體參數(shù)如下：

46、fm:y＝gaussmf(x,[0.05-0.3])；

47、fs:y＝gaussmf(x,[0.04-0.15])；

48、0:y＝gaussmf(x,[0.04?0])；

49、rs:y＝gaussmf(x,[0.04?0.15])；

50、rm:y＝gaussmf(x,[0.05?0.3])；

51、進一步地，步驟四中，根據(jù)尾翼的性質(zhì)和作用效果，制定模糊規(guī)則。

52、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制系統(tǒng)，包括：

53、建立模塊，用于建立車輛的空氣動力學(xué)車身六自由度模型，得出擴散器對車輛的氣動六分力影響模型和受力分析；

54、確定模塊，用于根據(jù)擴散器的工作原理和性質(zhì)確定控制器的輸出為擴散器的角度，并將其進行模糊化；

55、模糊模塊，確定控制器的輸入為期望加速度及前后輪胎滑移率的差值，并將其進行模糊化；

56、制定模塊，用于制定模糊控制規(guī)則。

57、第三方面，本發(fā)明還提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例中任一所述的一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制方法。

58、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例中任一所述的一種基于模糊控制的主動擴散器角度的控制方法。

59、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：

60、本發(fā)明的一種基于模糊控制的主動擴散器的控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，當(dāng)汽車在不同駕駛環(huán)境下行駛時，根據(jù)車輛的運行狀態(tài)和駕駛員的操作，對擴散器的角度進行控制，從而使車輛達到當(dāng)前狀態(tài)下的最佳空氣性能，獲得能耗和提高操控性能的平衡改善。