汽车转向∕防抱死制动系统的无模型协同控制.pdf

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1、第29卷第7期2012年7月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersv0】．29No．7Jul．2012汽车转向／防抱死制动系统的无模型协同控制李果，侯艳杰，冯泽斌(北京科技大学自动化学院，北京100083)摘要：汽车制动系统和转向系统相互之间存在着复杂的耦合关系，会对汽车行驶安全性和操纵稳定性造成极大的影响。为了动态补偿这种干扰影响。以无模型控制方法设计汽车整车防抱死制动控制器、整车前轮主动转向控制器及转向系统和制动系统的协同控制器，从理论上证明了设计的无模型控制系统的稳定性。最后，在MATLAB／Simulink平台上搭建了

2、车辆模型和控制器，进行汽车转向制动控制的动态性能仿真。仿真结果表明其解决了汽车两个系统的耦合干扰，提高了汽车制动效能和转向稳定性。关键词：汽车转向制动；元模型控制；协同控制；泛模型；功能组合模块中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1001—3695(2012)07-2470-05doi：10．3969／i．isan．100l-3695．2012．07．019Model—freecooperativecontrolofvehicle’steering／anti—lockbrakingsystemLIGuo．HOUYan-jie，FENGZe-bin(&／

3、toolofAuwmation，啪Ⅻity矿sc函，M＆TechnologyBeijing．&F吨100083，China)Abstract：Thevehiclebrakingsystemandsteeringsystemarecomplexcouplingrelationship，whichdramaticallyeffectstothevehiclesafetyandhandlingstability．Inordertodynamiccompensatetheinterferenceeffeels，firstofall。thispaperdesignedve

4、hicleanti—lockbrakingcontroller，activefrontsteeringcontrollerandsteeringsystemandbrakesystemcooperativecontrollerbythemodel·freecontrolmethod．Thenitwa5provedthestabilityofmodel·fleecontrolsystem．Finally．itbuiltthevehiclemodelandcontrollerontheMATLAB／Simulinkplatformanddynamicsimulate

5、dtheperformanceofvehiclesteeringandbra-kingcontr01．Thesimulationresultsshowthatitsolvestwosystemcouplinginterferenceofvehicle，impmv∞thevehiclebra-kingefficiencyandsteenngstability．Keywords：vehiclecorneringbraking；model-freecontrol；cooperativecontrol；universalmodel；functionmodule防抱死制动

6、系统(ABS)是一种汽车的主动安全装置，它使汽车行驶安全性得到很大提高。为了提高ABS的控制效果，国内外学者将重点放在改进控制器的控制算法上，很多控制方法都得到了应用，如PID控制、模糊控制、滑模控制、最优控制等【l“】。而汽车转向控制是汽车系统极其重要的特性，它描述汽车保持转向稳定、按期望轨迹行驶的能力。相关研究着重在基于横摆力矩和前轮转向的轨迹跟踪“-sj。目前在汽车转向和防抱死制动的协调控制方面研究还比较少。文献[2，3]中采用经典的分层控制体系进行系统集成，但没有考虑系统的鲁棒性能，并且需要反复协调，实时性和协同性不好。现有的一些控制方法大多依赖模型”‘

7、1⋯。但汽车转向制动时，各轮胎最大纵向附着力和侧偏特性刚度参数非线性不确定变化、转向角和纵向制动力相互耦合干扰及道路环境干扰对汽车转向制动控制性能的影响很大，很难用模型精确描述。无模型控制方法是20世纪90年代提出来的，自被提出以来就得到了快速的发展，其应用领域不断扩大，无论是在理论上还是在实践中，无模型控制方法都取得了良好的效果。无模型控制方法即为无须建模的自适应控制率，这种控制算法是以控制功能需求为目标进行设计的。无模型控制算法的设计采用不依赖于被控对象精确数学模犁的泛模型和必要的功能组合模块。无模型控制方法采用的是边建模边控制的方法，即得到一组新的观测数据

8、后，首先进行建模估计，然