基于博弈论和功能分配的汽车底盘系统协调控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第48卷第22期机械工程学报Vb1．48NO．222012年11月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGNOV．2012DoI：lO．3901／JME．2012．22．105基于博弈论和功能分配的汽车底盘系统协调控制水汪洪波陈无畏杨柳青夏光(合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009)摘要：考虑汽车底盘悬架、转向、制动子系统间耦合动力学关系，建立高阶非线性动力学模型。对各子系统设计局部最优控制器，对悬架子系统设计非线性H控制器，对转向子

2、系统设计直接横摆力矩比例积分微分(Proportion．integration-diferentiationPID)控制器，对制动子系统设计滑模变结构控制器。为进一步提高整车全局控制性能，基于功能分配原理对子系统控制功能进行分配，采用博弈论对子系统控制功能指标进行博弈，设计上层协调控制器以输出期望的控制作用，模糊规则实时自整定子系统控制器输出量以跟踪期望控制目标。基于Matlab／Simulink软件，对整车协调控制系统进行仿真，采用ARM构建底盘功能分配的控制系统实车试验平台，进行实车道路试验。

3、结果表明，基于博弈论的整车协调控制系统较子系统单独控制、不加控制时均能取得更好的控制性能，验证了协调控制的有效性。关键词：汽车底盘协调控制功能分配博弈论中图分类号：U463CoordinatedControlofVehicleChassisSystemBasedonGameTheoryandFunctionDistributionWANGHongboCHENWuweiYANGLiuqingXIAGuang(SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering，Hef

4、eiUniversityofTechnology,Hefei230009)Abstract：Consideringthecoupleddynamicsamongsuspension，steeringandbrakingsub—systemsinvehiclechassis，thehigh—orderandnonlineardynamicmodelisbuilt．Thesub—optimalcontrollersofnonlinearHcontrol，directyawmome~PIDcontrol

5、andslidingmodecontrolareseparatelydesignedforthesuspension，steeringandbrakingsubsystems．Inordertofurtherimprovethevehiclechassiswhole—regionoptimalcontrolperformance，thesubsystems’controlfunctionsaredis~bmedbasedonthefunctiondistributionprinciple，andt

6、hesubsystem’Scontrolfunctionindicesareutilizedforcompetingbygametheory．Theupper-layercoordinatedcontrollerisdesignedtoobtaintheexpectedcontroloutputvalues，andthefuzzyrulesareutilizedtoadaptivelyadjustthesubsystems’controloutputinordertofollowthewhole-

7、regioncontrolobject．Theconsiderablesimulationsarecarriedoutforfull—vehiclecoordinatedcontrolsystem，andthefunctiondistributionbasedchassiscontrolsystemtestplatformisestablishedbyutilizingARMinordertocarryoutthevehicleroadtest．Theresultsdemonstratethatt

8、hefull-vehiclecoordinatedcontrolsystembasedongametheoryCanobtainthebestcontrolperformancesthantheuncoordinatedcontrolsystemanduncontrolledsystem．Keywords：VehiclechassisCoordinatedcontrolFunctiondistributionGametheory统中最重要的三个子系统，在车辆不同行驶工况下0前言存在