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)模集成電路等先進技術的快速發(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)定性為控制目標的底盤集成控制已成為車輛工程領域中的一個研究熱點。通過對底盤相關子系統(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)合國家自然科學基金項目“基于信息融合技術的高速車輛縱橫向耦合控制研究”(批準號：50475

2、064)和重慶市自然科學基金重點項目“汽車底盤匹配與控制關鍵技術研究”(批準號：CSCT2006BA6017)研究內(nèi)容，在綜合國內(nèi)外相關研究的基礎上，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；并針對車輛底盤復雜大系統(tǒng)的特點及多智能體(

3、Multi-Agent System，MAS)理論在解決分布式復雜問題中的優(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的研究開發(fā)奠定理論基礎。論文主要研究工作包括以下幾個方面：
　　 首先運用“模塊化”設計思路，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)的控制特性進行研究，為車輛底盤的多模型協(xié)調(diào)控制奠定基礎。
　　 針對車輛實時控制過程中，作為主控變量和表征車輛自身運行狀態(tài)的部分關鍵狀態(tài)變量較難直接、準確或低成本測量的問題，提出基于強跟蹤濾波理論的多傳感器線性組合狀態(tài)最優(yōu)估計算法，建立車輛狀態(tài)估計模型，并通過仿真分析對車輛關鍵狀態(tài)估計模型及估計算法進行驗證，為車輛主動控制中關鍵狀態(tài)的獲取提供一種準確度

5、較高、成本較低的實時軟測量技術。
　　 根據(jù)車輛實時行駛狀態(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，運用滑?？刂评碚摚O計組織級控制器，得到車輛的廣義目標控制力；再結(jié)合車輛實際運行狀態(tài)和預期安全穩(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，實現(xiàn)車輛底盤在極端運行工況下的廣義多目標集成控制，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，實現(xiàn)了車輛底盤控制系統(tǒng)組織級任務的自動規(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性的車輛底盤智能控制策略。
　　 最后，針對文中所設計的車輛底盤防抱死制動及電動助力轉(zhuǎn)向子系