本发明涉及一种汽车刹车控制方法，具体涉及一种无人驾驶汽车避障刹车控制方法。
背景技术：
1、道路交通安全一直是交通领域重要课题，近年来，无人驾驶技术成为研究热点，无人驾驶如何紧急避障是汽车交通安全领域重要研究内容。刹车制动是汽车紧急避障采用的主要方式。但是，制动过急，容易破坏汽车平稳性、舒适性，甚至发生翻车；制动过缓，又不能实现紧急避障。因此，如何实现安全平稳避障是无人驾驶领域重要内容。
2、从系统角度看，紧急避障过程是：当检测到前方有障碍或者危险时，启动汽车制动系统制动的过程，这一过程是一个非连续反馈控制过程，如图1所示。这一方面要求汽车在到达障碍物之前的速度为0，但另一方面，当制动器启动后，相当于图1中开关闭合，也就是控制输入附加了一个开关输入。任何系统都有一个响应过程，开关控制输入后必然影响系统暂态，暂态幅值过高，容易破坏汽车运行平稳性，甚至引发翻车；暂态振荡频率高，也将影响汽车舒适性。因此，以汽车安全驾驶为前提，提升汽车乘坐舒适性是汽车研发的重要研究内容。
3、如果将刹车制动作为控制输入，汽车位置(位置的微分为速度)作为输出，输出是输入和系统响应的卷积，是所有历史输入作用的结果，其暂态过程与历史输入和系统响应特性有关。不同汽车有不同响应特性，因此有不同制动性能，不同暂态过程。都有这样体会：技术好的驾驶员能够很好把控制动，而新手遇到障碍可能处理不好，要么不能妥善避障，要么急刹，汽车振荡，降低乘坐舒适性，甚至可能翻车。同样地，即使经验丰富的驾驶员，换一车型，未必能得心应手。因为不同汽车性能不同，响应特性也不同。
4、因此，对于无人驾驶汽车，如何依据汽车响应特性，结合制动暂态过程，优化制动参数，在保障行车安全的前提下，提升汽车乘坐舒适性具有重要意义。
技术实现思路
1、发明目的：针对上述现有技术，提出一种基于响应暂态的无人驾驶汽车避障优化方法，在确保避障安全的前提下，优化乘坐舒适性，实现优化制动。
2、技术方案：一种基于响应暂态的无人驾驶汽车避障优化方法，包括：通过建立汽车制动系统响应模型，在此基础上分析非连续控制作用下汽车制动系统暂态响应特性，建立制动输入的h∞范数作为目标函数进行优化，在确保避障安全的前提下，降低因紧急避障制动前系统制动暂态输入所产生的振荡，提高汽车制动速度平稳性。
3、进一步的，建立汽车制动系统响应模型，包括如下步骤：
4、s1.1：建立制动输入和汽车速度关系，将制动输入信号当作系统的控制输入，汽车速度变化当作系统的输出，根据输入输出建立如下关系：
5、
6、其中，h(t)为系统冲激响应；
7、s1.2：将h(t)用分数次幂函数表示为h(t)＝ηt-ε，其中η和ε为待辨识的未知常数；
8、s1.3：将h(t)按照抽样间隔t进行离散化，分别得到n点序列，即对应得到εn、φn、hn，且εn的差分dεn满足：
9、dεn＝thn*φn (2)
10、s1.4：利用勒让德变换将式(2)的离散卷积模型转化为如下代数模型：
11、(hn*φn)t＝εξn,nφnt (3)
12、其中，ξn,n为勒让德变换矩阵；
13、s1.5：对汽车进行制动实验，采集制动输入和汽车速度数据，得到εn和φn；
14、s1.6：利用实验输出数据和模型解算得到得到汽车速度估计值利用布谷鸟优化搜索算法优化目标函数，实现未知参数η和ε辨识，得到系统冲激响应模型，完成汽车制动系统响应模型建立；其中，所述目标函数为：
15、
16、表示的转置。
17、进一步的，非连续控制作用下汽车制动系统暂态响应特性分析，包括如下步骤：
18、s2.1：将紧急避障制动输入用分段函数表示：
19、
20、其中，u(t)表示单位阶跃函数；to为检测到障碍并同时开始紧急制动的时刻，以时刻to为界，将制动输入信号分段；
21、s2.2：将输出信息进行分段，分为由to时刻以前的制动输入产生的输出和to时刻以后的制动输入产生的输出：
22、
23、其中，第一部分是to时刻以前的制动输入产生的输出，第二部分是to时刻以后的制动输入产生的输出；
24、s2.3：将to时刻以前的制动输入产生的输出分为稳态项和暂态项：
25、
26、其中，当t＞to时，为常数，是稳态输出；
27、为暂态输出，在汽车速度不为0期间随时间衰减。
28、进一步的，制动输入的h∞范数表示为暂态项小于预设阈值为该为目标函数的制动约束条件之一。
29、有益效果：1.本发明根据系统响应暂态过程，提出了建立分数次幂函数模型，基于暂态过程的汽车制动优化方案，更符合汽车制动物理过程，制动更安全，乘坐更舒适。
30、2.本发明利用利用卷积模型建模并引入分数次幂函数作为冲激响应函数，更符合系统物理特征，建模过程更简单。
31、3.本发明引入阶跃函数将输入、输出作为分段函数研究，分离了系统暂态过程和稳态过程，建立了基于汽车制动暂态过程的优化条件，更符合不同汽车性能、不同驾驶条件对制动性能要求，泛化能力强。
1.一种基于响应暂态的无人驾驶汽车避障优化方法，其特征在于，包括：通过建立汽车制动系统响应模型，在此基础上分析非连续控制作用下汽车制动系统暂态响应特性，建立制动输入的h∞范数作为目标函数进行优化，在确保避障安全的前提下，降低因紧急避障制动前系统制动暂态输入所产生的振荡，提高汽车制动速度平稳性。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车避障优化方法，其特征在于，建立汽车制动系统响应模型，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车避障优化方法，其特征在于，非连续控制作用下汽车制动系统暂态响应特性分析，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车避障优化方法，其特征在于，制动输入的h∞范数表示为暂态项小于预设阈值为该为目标函数的制动约束条件之一。
