基于多模型智能遞階控制的車輛底盤集成控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代控制理論、多傳感器信息融合、大規(guī)模集成電路等先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展以及人類社會對汽車產(chǎn)品的完美追求，以提高車輛乘坐舒適性、主動安全性和操縱穩(wěn)定性為控制目標(biāo)的底盤集成控制已成為車輛工程領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。通過對底盤相關(guān)子系統(tǒng)控制功能的主動協(xié)調(diào)，可以充分挖掘各控制模塊的功能潛力，實(shí)現(xiàn)底盤一體化全局控制，提高車輛綜合使用性能。
　　 本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于信息融合技術(shù)的高速車輛縱橫向耦合控制研究”(批準(zhǔn)號：50475

2、064)和重慶市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“汽車底盤匹配與控制關(guān)鍵技術(shù)研究”(批準(zhǔn)號：CSCT2006BA6017)研究內(nèi)容，在綜合國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，研究包括電動助力轉(zhuǎn)向、半主動懸架及制動防抱死等主動控制子系統(tǒng)在內(nèi)的車輛底盤多模型控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)機(jī)理，提出車輛底盤多模型智能遞階控制(Vehicle Chassis Intelligent Hierarchical Control，VCIHC)策略；并針對車輛底盤復(fù)雜大系統(tǒng)的特點(diǎn)及多智能體(

3、Multi-Agent System，MAS)理論在解決分布式復(fù)雜問題中的優(yōu)勢，將MAS理論引入到車輛底盤主動控制中，建立分級式車輛底盤MAS協(xié)調(diào)控制策略，以探索如何避免底盤各子系統(tǒng)間的相互沖突與干涉，使車輛底盤在縱向、側(cè)向及垂直方向的運(yùn)動控制得到全方位的協(xié)調(diào)與集成，為車輛底盤主動控制技術(shù)的研究開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。論文主要研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 首先運(yùn)用“模塊化”設(shè)計(jì)思路，分別采用魯棒控制、模糊控制等智能控制理論，對底盤

4、多模型智能遞階控制所涉及的電動助力轉(zhuǎn)向、半主動懸架及防抱死制動等主動控制子系統(tǒng)的控制特性進(jìn)行研究，為車輛底盤的多模型協(xié)調(diào)控制奠定基礎(chǔ)。
　　 針對車輛實(shí)時(shí)控制過程中，作為主控變量和表征車輛自身運(yùn)行狀態(tài)的部分關(guān)鍵狀態(tài)變量較難直接、準(zhǔn)確或低成本測量的問題，提出基于強(qiáng)跟蹤濾波理論的多傳感器線性組合狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)算法，建立車輛狀態(tài)估計(jì)模型，并通過仿真分析對車輛關(guān)鍵狀態(tài)估計(jì)模型及估計(jì)算法進(jìn)行驗(yàn)證，為車輛主動控制中關(guān)鍵狀態(tài)的獲取提供一種準(zhǔn)確度

5、較高、成本較低的實(shí)時(shí)軟測量技術(shù)。
　　 根據(jù)車輛實(shí)時(shí)行駛狀態(tài)信息和理想?yún)⒖寄Ｐ?，基于智能遞階控制思想，建立車輛底盤多模型智能遞階控制系統(tǒng)。在智能遞階控制系統(tǒng)中，運(yùn)用滑模控制理論，設(shè)計(jì)組織級控制器，得到車輛的廣義目標(biāo)控制力；再結(jié)合車輛實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)期安全穩(wěn)定性狀態(tài)，決策車輛底盤各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制規(guī)則，通過對各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)車輛底盤在極端運(yùn)行工況下的廣義多目標(biāo)集成控制，以提高車輛底盤綜合使用性能。
　　 結(jié)合車輛底

6、盤主動控制子系統(tǒng)模塊化和分布式的特點(diǎn)及多智能體理論在解決分布式問題中的優(yōu)勢，將多智能體理論引入車輛底盤多模型集成控制系統(tǒng)，建立底盤多智能體協(xié)調(diào)控制策略。通過各子系統(tǒng)智能體間的通信、交互和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)了車輛底盤控制系統(tǒng)組織級任務(wù)的自動規(guī)劃和協(xié)調(diào)級控制指令的動態(tài)分配，并盡可能地利用車載傳感器資源、共享數(shù)據(jù)和知識，以探索具有較高主動性和自適應(yīng)性的車輛底盤智能控制策略。
　　 最后，針對文中所設(shè)計(jì)的車輛底盤防抱死制動及電動助力轉(zhuǎn)向子系