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龍圖騰網獲悉南京航空航天大學申請的專利一種基于滑?？刂频姆较虮P觸覺輔助轉矩計算方法和裝置獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115963736B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211481222.0，技術領域涉及：G05B17/02；該發明授權一種基于滑?？刂频姆较虮P觸覺輔助轉矩計算方法和裝置是由張寒;李源浩;權威美;蔣文韜;趙萬忠設計研發完成，并于2022-11-24向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于滑?？刂频姆较虮P觸覺輔助轉矩計算方法和裝置在說明書摘要公布了：本發明提供了一種基于滑?？刂频姆较虮P觸覺輔助轉矩計算方法和裝置，所述方法包括以下步驟：步驟1，建立手臂、方向盤、轉向管柱動力學模型；步驟2，定義滑膜輸入；步驟3，設計滑膜函數；步驟4，建立駕駛員預瞄模型；步驟5，計算得到觸覺輔助轉矩。本發明能夠基于駕駛員方向盤輸出與專家駕駛員模型輸出誤差，利用滑膜算法實時計算出合適的輔助轉矩，當二者輸出誤差過大或過小時，通過施加輔助轉矩，可以引導駕駛員輸出更為合適的操作，提高車輛行駛的安全性和穩定性。

本發明授權一種基于滑模控制的方向盤觸覺輔助轉矩計算方法和裝置在權利要求書中公布了：1.一種基于滑?？刂频姆较虮P觸覺輔助轉矩計算方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，建立手臂、方向盤、轉向管柱動力學模型； 步驟2，定義滑膜輸入； 步驟3，設計滑膜函數； 步驟4，建立駕駛員預瞄模型； 步驟5，計算得到觸覺輔助轉矩； 步驟1包括：建立如下手臂、方向盤、轉向管柱動力學模型： 其中，Ja為手臂轉動慣量；Jc為方向盤-轉向管柱轉動慣量；為方向盤角加速度；Ba為手臂阻尼系數；Bc為方向盤-轉向管柱阻尼系數；為方向盤轉速；Ka為手臂剛度；θsw為轉角；Th為駕駛員施加的方向盤轉矩；Ts為方向盤轉向阻力矩；Tsa為觸覺輔助力矩； 步驟2包括：定義滑膜輸入為： 其中，e為方向盤轉角誤差；為方向盤轉速誤差；θswd為期望方向盤轉角；為期望方向盤轉速； 步驟2還包括：將式1寫成關于滑膜輸入的狀態方程形式： 其中，x1為一階滑膜輸入，x1＝e，為一階滑模函數的一階導數；x2為二階滑膜輸入，為二階滑模函數的一階導數；f為狀態函數， 為期望方向盤角加速度；g為輸入函數， u為狀態方程輸入，u＝Tsa； 步驟3包括：滑膜函數s設計為： 其中α為一號滑膜函數參數，α0；β為二號滑模函數參數，β0；γ1為三號滑模函數參數，γ1γ2；γ2為四號滑膜函數參數，1γ22；sgnx為符號函數； 滑模控制率設計為： 其中，K1為一號滑模趨近率參數，K10；K2為二號滑模趨近率參數，K20； 步驟3還包括：使用式5滑模控制率時，滑模趨近率為： 為抑制滑模抖振現象，使用飽和函數satx替代式4、式5和式6中的符號函數sgnx，飽和函數表示為： 其中，b為飽和函數參數，b0； 將替換飽和函數后的式3代入式5得到觸覺輔助轉矩： 通過改變滑模參數：α，β，γ1，γ2，K1，K2，能夠調整滑模的實際控制效果； 步驟4包括：建立如下駕駛員預瞄模型： 其中，l為拉普拉斯算子，l代表l在拉普拉斯域內；θswdl為期望方向盤轉角；τL為超前時間常數；τd1為延遲時間常數；τd2為駕駛員反應延遲時間；Gh駕駛員轉向比例增益；ΔYl為車輛當前位置與預瞄點處的側向偏差，表示為： 其中，為預瞄點處期望路徑的側向位置坐標；Yl為當前車輛的側向位置坐標；φl為車輛航向角；L為預瞄距離，表示為： L＝vxτp 其中，vx為車輛當前速度；τp為駕駛員預瞄時間； 將式8寫成狀態方程形式： 其中，c為延遲時間算子，Td為總延遲時間，Td＝τd1+τd2；Tp為總預瞄時間，Tp＝τL+τp； 步驟4還包括：利用傳感器獲取縱向車速vx，車輛航向角φ，側向位置偏差Yd-Y，使用專家型駕駛員的駕駛特性參數Gh，τL，τd1，τd2，τp，依據式9獲得期望方向盤轉角θswd，期望方向盤轉速期望方向盤角加速度 步驟5包括：利用傳感器獲得方向盤轉角θsw，方向盤轉速結合步驟4的結果計算式2滑膜輸入；利用傳感器獲得駕駛員施加的方向盤轉矩Th，方向盤轉向阻力矩Ts，將滑膜輸入、駕駛員施加的方向盤轉矩Th、方向盤轉向阻力矩Ts代入式7最終計算得到觸覺輔助轉矩Tsa。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人南京航空航天大學，其通訊地址為：210016 江蘇省南京市秦淮區御道街29號南京航空航天大學；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。