智能車輛可拓控制技術(shù)及應(yīng)用

目錄
前言
第1章　緒論　1　
1.1　可拓學(xué)研究概述　1　
1.2　可拓學(xué)的未來發(fā)展　4　
1.3　可拓控制簡介　6　
1.3.1　可拓控制與傳統(tǒng)控制的區(qū)別　6　
1.3.2　可拓控制的概念及其系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)　8　
1.3.3　可拓控制器基本特征　11　
1.4　可拓控制在車輛工程上的應(yīng)用　11　
1.4.1　底盤電控集成系統(tǒng)可拓控制　12　
1.4.2　電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可拓控制　14　
1.4.3　主動(dòng)懸架系統(tǒng)可拓控制　14　
1.4.4　差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可拓控制　15　
1.4.5　智能車輛輔助駕駛中的可拓控制　17　
1.4.6　車路協(xié)同自動(dòng)駕駛中的可拓控制　18　
1.5　本書的結(jié)構(gòu)體系與特色19
參考文獻(xiàn)　20
第2章　可拓控制理論基礎(chǔ)　22　
2.1　可拓集合關(guān)聯(lián)函數(shù)構(gòu)造　22　
2.1.1　可拓集中初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造　22　
2.1.2　可拓集中離散型關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造　24　
2.2　可拓控制的物元模型及其控制算法　26　
2.2.1　可拓控制的物元模型　26　
2.2.2　可拓控制算法　27　
2.2.3　實(shí)現(xiàn)物元變換算法的可拓控制器模型　28　
2.2.4　控制算法實(shí)現(xiàn)　29　
2.3　幾種常用的可拓控制方法　31　
2.3.1　基于滑模控制的可拓控制　31　
2.3.2　基于灰色預(yù)測的可拓控制　35　
2.3.3　可拓自適應(yīng)混雜控制38
參考文獻(xiàn)　44　
第3章　智能車輛高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)可拓控制　47　
3.1基于相鄰車道安全態(tài)勢劃分的換道決策　47　
3.1.1　換道決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　47　
3.1.2　關(guān)聯(lián)車輛分類　48　
3.1.3　相鄰車道安全態(tài)勢劃分　51　
3.1.4　換道決策準(zhǔn)則　57　
3.1.5　仿真結(jié)果分析　58　
3.1.6　自動(dòng)駕駛車輛平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)研究　64　
3.2　基于駕駛員狀態(tài)監(jiān)督和可拓決策的車道偏離輔助系統(tǒng)　66　
3.2.1　系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　66　
3.2.2　車道偏離可拓決策　67　
3.2.3　駕駛員狀態(tài)監(jiān)督控制器設(shè)計(jì)　72　
3.2.4　基于駕駛員狀態(tài)監(jiān)督和可拓決策的駕駛模式　81　
3.2.5　仿真分析與硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)　82　
3.3　基于改進(jìn)人工勢場法的車道偏離輔助可拓控制　86　
3.3.1　車道偏離輔助系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)　87　
3.3.2　車道偏離輔助控制器設(shè)計(jì)　89　
3.3.3　滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)　92　
3.3.4　車道偏離輔助系統(tǒng)啟動(dòng)的閾值　96　
3.3.5　仿真結(jié)果分析　99　
3.4　基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)可拓協(xié)同控制的路徑跟蹤　101　
3.4.1　路徑跟蹤系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)　102　
3.4.2　車-路模型　102　
3.4.3　協(xié)同控制層設(shè)計(jì)　106　
3.4.4　執(zhí)行層設(shè)計(jì)　110　
3.4.5　仿真結(jié)果分析　115　
3.4.6　硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)　119　
3.5　基于可拓控制的人機(jī)協(xié)同縱向避撞　121　
3.5.1　系統(tǒng)建模121　
3.5.2　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　125　
3.5.3　控制器設(shè)計(jì)　126　
3.5.4　仿真結(jié)果分析　131　
3.5.5　硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)　134　
3.6　彎道工況下自適應(yīng)巡航可拓控制　136　
3.6.1　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　136　
3.6.2　系統(tǒng)建?！?37　
3.6.3　性能指標(biāo)與代價(jià)函數(shù)　140　
3.6.4　用于權(quán)重計(jì)算的可拓控制　143　
3.6.5　仿真結(jié)果分析　148
參考文獻(xiàn)　153　
第4章　車輛底盤集成系統(tǒng)可拓控制　156　
4.1　汽車主動(dòng)懸架系統(tǒng)H∞可拓控制及優(yōu)化　156　
4.1.1　整車懸架系統(tǒng)建模　156　
4.1.2　主動(dòng)懸架H∞可拓控制器設(shè)計(jì)　157　
4.1.3　仿真結(jié)果分析　159　
4.1.4　可拓控制系數(shù)優(yōu)化與分析163　
4.2　EPS多模式可拓模糊切換控制　168　
4.2.1　系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建?！?68　
4.2.2　多模式切換控制策略設(shè)計(jì)　170　
4.2.3　可拓模糊切換控制器設(shè)計(jì)　173　
4.2.4　仿真結(jié)果分析　174　
4.2.5　臺(tái)架實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　178　
4.3　基于功能分配的懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可拓控制及穩(wěn)定性分析　180　
4.3.1　基于功能分配的懸架和轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)可拓控制　180　
4.3.2　仿真結(jié)果分析　183　
4.3.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析　184　
4.3.4　懸架和轉(zhuǎn)向集成控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　186　
4.4　基于可拓滑模的線控轉(zhuǎn)向控制　189　
4.4.1　車輛模型建立　189　
4.4.2　前輪轉(zhuǎn)角控制策略設(shè)計(jì)　193　
4.4.3　仿真與硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　197　
4.5　差動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及整車穩(wěn)定性控制　202　
4.5.1　差動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與分析　202　
4.5.2　差動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　206　
4.5.3　差動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析　213　
4.5.4　橫擺角速度與質(zhì)心側(cè)偏角聯(lián)合的整車穩(wěn)定性控制　217　
4.5.5　差動(dòng)轉(zhuǎn)向與整車穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制　220　
4.5.6　仿真結(jié)果分析　222
參考文獻(xiàn)　227　
第5章　分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛穩(wěn)定性可拓控制　229　
5.1車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建?！?29　
5.1.1　車輛模型架構(gòu)　230　
5.1.2　整車動(dòng)力學(xué)模型　231　
5.1.3　輪轂電機(jī)模型　237　
5.1.4　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)駕駛員模型　237　
5.1.5　主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向模型　239　
5.1.6　模型驗(yàn)證　241　
5.2　基于相平面法的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩協(xié)調(diào)控制　244　
5.2.1　協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計(jì)　244　
5.2.2　可拓域內(nèi)的控制器設(shè)計(jì)　252　
5.2.3　非域內(nèi)的控制器設(shè)計(jì)　257　
5.2.4　底層轉(zhuǎn)矩分配　261　
5.2.5　驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩自抗擾控制器設(shè)計(jì)　263　
5.2.6　仿真結(jié)果分析　266　
5.3　基于昀小能耗的車輛橫擺穩(wěn)定性灰色預(yù)測可拓控制　269　
5.3.1　橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　270　
5.3.2　仿真結(jié)果分析　277　
5.3.3　硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　281　
5.4　基于動(dòng)態(tài)邊界可拓決策的車輛路徑跟蹤協(xié)調(diào)控制　283　
5.4.1　路徑跟蹤模型　283　
5.4.2　路徑跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　285　
5.4.3　動(dòng)態(tài)可拓決策設(shè)計(jì)　285　
5.4.4　控制器設(shè)計(jì)　289　
5.4.5　轉(zhuǎn)矩分配　295　
5.4.6　仿真結(jié)果分析　296
參考文獻(xiàn)　303
附錄　306
附錄　A　差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性可拓協(xié)調(diào)控制　306　
A.1　動(dòng)力學(xué)模型的建立　306　
A.2　基于橫擺力矩可拓協(xié)調(diào)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　307　
A.3　仿真計(jì)算與分析　314
附錄　B　基于可拓決策和人工勢場法的車道偏離輔助駕駛　317　
B.1　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　317　
B.2　控制器設(shè)計(jì)　318　
B.3　仿真計(jì)算與分析　323　
B.4　硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)　327
附錄C　基于轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)集成的車道偏離輔助駕駛?cè)藱C(jī)協(xié)同控制　328　
C.1　可拓聯(lián)合控制策略　328　
C.2　差動(dòng)制動(dòng)控制　330　
C.3　人機(jī)協(xié)調(diào)控制策略　333　
C.4　仿真計(jì)算與分析　335　
C.5　硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)　339