本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，特別是涉及一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法及相關(guān)組件。

背景技術(shù)：

1、由于自動(dòng)駕駛車(chē)輛運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器在響應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，執(zhí)行器包括電機(jī)、汽油/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、電子液壓/氣壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)及電動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。該延遲時(shí)間為車(chē)輛主控制器下發(fā)指令到其接收到運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器反饋的狀態(tài)值的時(shí)間，包括從車(chē)輛主控制器下發(fā)指令到執(zhí)行器接收到指令的通信延時(shí)時(shí)間、執(zhí)行器本身響應(yīng)過(guò)程的延遲時(shí)間以及執(zhí)行器反饋狀態(tài)到車(chē)輛主控制器并接收到狀態(tài)的通信延遲時(shí)間等，使得車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的軌跡跟蹤控制。為提高執(zhí)行器的響應(yīng)速度和精度，響應(yīng)延時(shí)成為了亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法及相關(guān)組件，使得控制器與執(zhí)行器之間的響應(yīng)延時(shí)趨近于零，響應(yīng)信號(hào)趨近于指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制器更精準(zhǔn)的控制執(zhí)行器。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法，包括：

3、確定預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛的控制器輸出至所述車(chē)輛的執(zhí)行器的指令信號(hào)與所述執(zhí)行器返回至所述控制器的響應(yīng)信號(hào)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述指令信號(hào)表征所述控制器發(fā)送至所述執(zhí)行器的指令，所述響應(yīng)信號(hào)表征所述執(zhí)行器根據(jù)所述指令信號(hào)執(zhí)行后的車(chē)輛狀態(tài)；

4、根據(jù)所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述指令信號(hào)與所述響應(yīng)信號(hào)之間的響應(yīng)延時(shí)；

5、根據(jù)所述響應(yīng)延時(shí)確定補(bǔ)償關(guān)系；

6、在發(fā)送當(dāng)前的指令信號(hào)至所述執(zhí)行器之前，根據(jù)所述補(bǔ)償關(guān)系將所述當(dāng)前的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述響應(yīng)延時(shí)小于預(yù)設(shè)值；

7、將所述輸入信號(hào)替代所述當(dāng)前的指令信號(hào)輸入至所述執(zhí)行器。

8、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，確定預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛的控制器輸出至所述車(chē)輛的執(zhí)行器的指令信號(hào)與所述執(zhí)行器返回至所述控制器的響應(yīng)信號(hào)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系之后，還包括：

9、以時(shí)間作為橫坐標(biāo)，所述指令信號(hào)的指令數(shù)值作為縱坐標(biāo)，對(duì)所述指令信號(hào)與時(shí)間進(jìn)行擬合確定所述指令信號(hào)與時(shí)間的第二對(duì)應(yīng)關(guān)系。

10、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述第二對(duì)應(yīng)關(guān)系為xr(t)≈f(t)＝α0+α1t+α2t3+α3t3+α4t4+α5t5+α6t6+...+αntn，其中f(t)為t時(shí)刻的指令信號(hào)的指令數(shù)值，α0、α1、α2、α3、α4、α5、α6至αn為所述擬合多項(xiàng)式的系數(shù)，xr(t)為t時(shí)刻的所述指令信號(hào)的指令數(shù)值，n為正整數(shù)。

11、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，確定預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛的控制器輸出至所述車(chē)輛的執(zhí)行器的指令信號(hào)與所述執(zhí)行器返回至所述控制器的響應(yīng)信號(hào)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系之前，還包括：

12、獲取所述指令信號(hào)u1，...，un，n為所述指令信號(hào)及所述響應(yīng)信號(hào)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，n為正整數(shù)；

13、獲取所述響應(yīng)信號(hào)x1，...，xn，所述響應(yīng)信號(hào)與所述指令信號(hào)一一對(duì)應(yīng)；

14、根據(jù)所述指令信號(hào)及所述響應(yīng)信號(hào)確定第一對(duì)應(yīng)關(guān)系其中x(s)為所述響應(yīng)信號(hào)的序列的拉普拉斯變換象函數(shù)，u(s)為所述指令信號(hào)的序列的拉普拉斯變換象函數(shù)，tp為慣性時(shí)間常數(shù)，tp與所述執(zhí)行器的響應(yīng)時(shí)間呈正相關(guān)，td為所述控制器下發(fā)所述指令信號(hào)到所述執(zhí)行器接收到所述指令信號(hào)的通信延時(shí)時(shí)間、所述執(zhí)行器執(zhí)行所述指令信號(hào)動(dòng)作的延遲時(shí)間以及所述執(zhí)行器返回所述響應(yīng)信號(hào)到所述控制器接收到響應(yīng)信號(hào)的通信延時(shí)時(shí)間中的一種或多種的組合。

15、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，根據(jù)所述響應(yīng)延時(shí)確定補(bǔ)償關(guān)系之后，還包括：

16、根據(jù)所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述響應(yīng)信號(hào)與所述輸入信號(hào)的第三對(duì)應(yīng)關(guān)系其中x(t)為t時(shí)刻的所述響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)值，為t時(shí)刻所述響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)值的導(dǎo)數(shù)，u(t-h)為t-h時(shí)刻的所述輸入信號(hào)的數(shù)值，t為時(shí)間變量，h＝td。

17、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述指令信號(hào)與所述響應(yīng)信號(hào)之間的響應(yīng)偏差為e(t)＝x(t)-xr(t)，e(t)為t時(shí)刻的響應(yīng)偏差，xr(t)為t時(shí)刻的所述指令信號(hào)的指令數(shù)值。

18、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，根據(jù)所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定響應(yīng)信號(hào)與輸入信號(hào)的第三對(duì)應(yīng)關(guān)系之后，還包括：

19、對(duì)所述響應(yīng)偏差求導(dǎo)并根據(jù)所述第三對(duì)應(yīng)關(guān)系得到其中為t時(shí)刻的響應(yīng)偏差的導(dǎo)數(shù)，為t時(shí)刻的所述指令信號(hào)的指令數(shù)值的導(dǎo)數(shù)。

20、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，根據(jù)所述補(bǔ)償關(guān)系將所述當(dāng)前的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)，包括：

21、根據(jù)所述補(bǔ)償關(guān)系將所述當(dāng)前的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)輸入至所述執(zhí)行器，其中u(t)為t時(shí)刻的輸入信號(hào)的數(shù)值，e(t)為t時(shí)刻的響應(yīng)偏差，f(t+h)為t+h時(shí)刻的所述指令信號(hào)的指令數(shù)值，為t+h時(shí)刻的所述指令信號(hào)的指令數(shù)值的導(dǎo)數(shù)，k為所述控制器的增益系數(shù)，tp為慣性時(shí)間常數(shù)，h＝td，td為所述控制器下發(fā)所述指令信號(hào)到所述執(zhí)行器接收到所述指令信號(hào)的通信延時(shí)時(shí)間、所述執(zhí)行器執(zhí)行所述指令信號(hào)動(dòng)作的延遲時(shí)間以及所述執(zhí)行器返回所述響應(yīng)信號(hào)到所述控制器接收到響應(yīng)信號(hào)的通信延時(shí)時(shí)間中的一種或多種的組合。

22、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，設(shè)置補(bǔ)償模塊將所述指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)輸入至所述執(zhí)行器之后，還包括：

23、根據(jù)所述輸入信號(hào)確定所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述響應(yīng)偏差模型為其中為t時(shí)刻的響應(yīng)偏差的導(dǎo)數(shù)。

24、作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，根據(jù)所述輸入信號(hào)確定所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述響應(yīng)偏差之后，還包括：

25、根據(jù)所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述響應(yīng)偏差模型設(shè)計(jì)參數(shù)p并構(gòu)建laypunov函數(shù)其中，et(t)為e(t)的轉(zhuǎn)置，為在r時(shí)刻響應(yīng)偏差的導(dǎo)數(shù)的轉(zhuǎn)置，為在r時(shí)刻響應(yīng)偏差的導(dǎo)數(shù)，e2β(r-t)為指數(shù)函數(shù)，p、q及β為大于0的變量；

26、求解由laypunov函數(shù)推導(dǎo)的線(xiàn)性矩陣不等式得到參數(shù)p；

27、根據(jù)所述參數(shù)p的數(shù)值確定所述控制器的增益系數(shù)k的數(shù)值。

28、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償系統(tǒng)，包括：

29、第一確定單元，用于確定預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛的控制器輸出至所述車(chē)輛的執(zhí)行器的指令信號(hào)與所述執(zhí)行器返回至所述控制器的響應(yīng)信號(hào)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述指令信號(hào)表征所述控制器發(fā)送至所述執(zhí)行器的指令，所述響應(yīng)信號(hào)表征所述執(zhí)行器根據(jù)所述指令信號(hào)執(zhí)行后的車(chē)輛狀態(tài)；

30、第二確定單元，用于根據(jù)所述第一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述指令信號(hào)與所述響應(yīng)信號(hào)之間的響應(yīng)延時(shí)；

31、第三確定單元，用于根據(jù)所述響應(yīng)延時(shí)確定補(bǔ)償關(guān)系；

32、補(bǔ)償單元，用于在發(fā)送當(dāng)前的指令信號(hào)至所述執(zhí)行器之前，根據(jù)所述補(bǔ)償關(guān)系將所述當(dāng)前的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述響應(yīng)延時(shí)小于預(yù)設(shè)值；

33、輸入單元，用于將所述輸入信號(hào)替代所述當(dāng)前的指令信號(hào)輸入至所述執(zhí)行器。

34、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償裝置，包括：

35、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

36、處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法的步驟。

37、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種控制器，包括上述的響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償裝置。

38、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種車(chē)輛，包括上述的控制器。

39、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法的步驟。

40、本技術(shù)提供了一種響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償方法及相關(guān)組件，應(yīng)用于控制領(lǐng)域，包括確定預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛的控制器輸出至車(chē)輛的執(zhí)行器的指令信號(hào)與執(zhí)行器返回至控制器的響應(yīng)信號(hào)的第一對(duì)應(yīng)關(guān)系；根據(jù)第一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定指令信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)之間的響應(yīng)延時(shí)；根據(jù)響應(yīng)延時(shí)確定補(bǔ)償關(guān)系；在發(fā)送當(dāng)前的指令信號(hào)至執(zhí)行器之前，根據(jù)補(bǔ)償關(guān)系將當(dāng)前的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)延時(shí)小于預(yù)設(shè)值；將輸入信號(hào)替代所述當(dāng)前的指令信號(hào)輸入至執(zhí)行器。預(yù)先對(duì)輸入至執(zhí)行器的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，可以使得控制器與執(zhí)行器之間的響應(yīng)延時(shí)趨近于零，響應(yīng)信號(hào)趨近于指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制器更精準(zhǔn)的控制執(zhí)行器。