基于约束优化的汽车集成控制研究.pdf

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5、息资源共享、能量动力保障、轮胎力、人机交互等诸多方面也往往表现出了较强的耦合和冲突特征。因此，对汽车电控系统进行集成，能够提高控制系统效率，并最大程度上提升汽车的整体性能。汽车集成控制一直是国内外学术界和工业界的研究热点。虽然近年来对汽车集成控制的研究取得了许多卓有成效的进展，但许多不同的研究方法和技术路线的提出也突显了这一领域技术的欠成熟，特别是系统的集成控制设计理论与方法的缺乏，无法满足日益迫切的控制效率和控制性能改善与提高的需求。传统上基于分配的集成控制方法由于主要基于规则和逻辑判断以决定执行器的选择和控制量的分配，不仅难以适应汽车行驶复杂的

6、动态过程，也无法反映执行器、执行器与轮胎以及轮胎与地面接触复杂的动态变化与耦合特征。基于约束优化的控制分配方法近年来也受到了广泛的关注，并在汽车控制领域得以应用。然而不少研究对于约束的考虑还过于简单且不够全面，并往往只限于轮胎与地面的附着约束。虽然一些研究也考虑了执行器的约束，但一般只将其简化为轮胎力的上下限约束，且较少地考虑轮胎力纵侧向耦合特性。因此在优化过程中由于约束的缺失或定义不准确等，可能导致优化求解无法实现，或不能充分发挥执行器的效率。汽车电子控制系统的执行器主要包括驱动、制动和转向等电控系统，其自身的动态响应特性各异，对轮胎力的产生机理

7、及动态响应过程各不相同，且彼此高度耦合与制约。因此执行器的动态特性是设计过驱动系统控制分配方法的关键考虑因素。然而现有的控制分配方法大多基于执行器的稳态特性，也往往只考虑其执行力的幅值因素，而忽略执行器的瞬态特性和彼此的瞬态响应差异，其结果是导致控制系统的动态分配误差，严重影响控制性能和效率。I汽车电子控制系统的可靠性伴随着电控和线控系统的不断增多其重要性日益突显，并因此不断推动着容错控制方法的研究与应用进展。虽然基于过驱动冗余控制分配的容错控制方法受到了较为广泛的关注，但现有研究对执行器的失效模式、执行器失效对控制系统性能的影响机理、影响程度和范

8、围等的考虑还不多见。这直接导致了在容错控制设计时对冗余驱动分配一定程度上的随意性和盲目性，从而难以优化容错控制的性能和效率