汽車(chē)巡航控制系統(tǒng)的H∞魯棒設(shè)計(jì)

巡航控制系統(tǒng)主要用于車(chē)輛控制研究。主要介紹了縱向巡航控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)方法。在不同的車(chē)輛質(zhì)量和道路坡度情況下，巡航控制系統(tǒng)必須對(duì)車(chē)輛具有精確的速度跟蹤性能。采用H∞和前饋控制相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，保證系統(tǒng)對(duì)外界縱向干擾（如道路坡度、空氣動(dòng)力學(xué)、滾動(dòng)阻力和車(chē)質(zhì)量變化）具有魯棒性。而執(zhí)行器的物理結(jié)構(gòu)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的真實(shí)干預(yù)中起重要作用。通常，執(zhí)行器能夠延緩干預(yù)并提供額外的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。因此，在設(shè)計(jì)控制器的時(shí)候需要考慮執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)特性，以改善巡航控制系統(tǒng)的跟蹤能力。巡航控制系統(tǒng)中反饋控制器的作用主要是：消除未知干擾，處理未模型化的執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)以及保障系統(tǒng)性能。

應(yīng)用CarSim車(chē)輛動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)車(chē)輛進(jìn)行場(chǎng)景仿真，其中車(chē)輛的整車(chē)整備質(zhì)量為2037kg，最大質(zhì)量為2637kg，采用所提出的控制算法，對(duì)執(zhí)行動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真分析。試驗(yàn)場(chǎng)景采用的是法國(guó)A36米盧斯-貝爾福高速公路路段，該路段的高度和道路幾何坐標(biāo)都來(lái)源于谷歌地圖，且該段路中有36km長(zhǎng)的道路坡度是不斷變化的。仿真結(jié)果能夠說(shuō)明控制系統(tǒng)的效率，如精確的速度跟蹤性能以及對(duì)車(chē)質(zhì)量變化和道路坡度改變的魯棒性，并證明了所提方法的有效性。所提出的控制設(shè)計(jì)方法需要的車(chē)輛參數(shù)較少，因此其可用于多種車(chē)輛的設(shè)計(jì)。在不久的將來(lái)，所提出的控制設(shè)計(jì)方法能夠在實(shí)車(chē)上進(jìn)行驗(yàn)證。

Bal′azsN′emethetal. IFAC-Papers On Line.2015.

編譯：朱會(huì)