![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ffc06c0acf774a0e918b194a16b37c55.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/a37c103e989c4f2b9222d6418f8d9fc0.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1652b56a80894a0a97debd1462b358ab.png)
1 纵向车辆动力学
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/879ac30d1b30408ab3cb386778694595.png)
在坡道上考虑。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/47afcfee19c645f69d83f45b6b44fa45.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c2d6111498b94053a87f7b53299ef7d2.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c3d2db10e0894959a4a39151c2188b33.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b230e4f519e94a95b8a0f709c7c98c83.png)
滑动与滑转的判断:滑移率(制动),滑转率(加速)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/dc32234f3ed246319bbff77736dd85f3.png)
车轮滑动率曲线,中间直线段斜率表示为纵向刚度。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6191e4f482dd4444a6534904755dac59.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/2da4af4cc9994d2dbd94d7f48f291acb.png)
计算斜面上车辆系统受到的各种力。(以前后轮接地中心为坐标原点,建立力矩平衡方程)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e68c4564c0614961b710987b737ff779.png)
车辆纵向力的总结:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/eb97d986847e45be94d2f3def510587e.png)
2 车辆纵向控制
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/829842315b99400a88be80b4d06c516d.png)
纵向控制基本介绍。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5d02853bb08044ac8e61a82afb9cf467.png)
2.1 基本控制理论
控制器基本模型:输入与输出。输入一般为测量量与预期量计算的误差信号。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b80fba4471b442ef967a56142c279268.png)
经典控制理论,时变系统高阶复杂——拉普拉斯变换为微分方程,频域系统
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4d1c8fbb0e164ae6885e72aee1690a0d.png)
拉普拉斯变换
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/35ed81afd0654b0a8b14b346bdde6a1d.png)
常用的拉氏变换
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/868c4b6597b747d4b815742d186bf132.png)
传递函数,拉氏变换初值为0转换而来
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/453e1b133d4b4cfa820622eccf9cb658.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/a57c46ec684c4ffa8654e5f9b21fee48.png)
如何构建一个系统的传递函数:
开环系统模型
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/274fc04f4dfb43d2a9aca86cd04bce6e.png)
闭环系统模型
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ce3c5ed9526445c78a6702f248e1a796.png)
二阶系统的阶跃响应,(欠阻尼系统,过阻尼系统,理想系统)
对于允许振荡的系统,一般使用欠阻尼系统(0.7左右),从而更快实现控制效果。
对于不允许振荡的系统,一般采用过阻尼或者理想系统。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c4602edfd0894b17866f2842b381b39f.png)
伯德图,常用于系统频域分析
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/db6b430783c74b0181f167495d02e055.png)
2.2 PID控制
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/12543ecfe80141c38bf0e4f6b3ccf773.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0a1a0688fa8c49c89b71b3eac23037bf.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f64337c7e9fa47f5b147affca87f5991.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/96ed4202ed2e4fa9b0c31f19c4fb6443.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/51ae6eead0c54e308832782ae435881f.png)
PID系统结构(比例、积分、微分)
比例:提升速度
积分:提升精度,影响速度
微分:提升稳态误差,影响速度
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5ad6968bae124295a362b18c9d6ee36e.png)
对系统的串联矫正
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e014a0ef9699422d8082eb18c2ecfd92.png)
比例控制器(仅有Kp),振荡越来越大
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d774f31e10aa42819f71283c82467ce2.png)
积分控制(PI控制)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6cad57db4d32446b9578c4cb02166aa6.png)
Ki变大,振荡越来越大,稳态误差趋近于0
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/270cc82378f349ff9e9e72362ae283e1.png)
微分控制(稳定系统的作用)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d3e55825b84a4dc1bef9cf3c01e273c7.png)
减少振荡,不改变稳定值,影响速度。对稳态误差要求高时必须引入。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c8058591ac294ad4bbed63c0a543f949.png)
PID控制
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/225a77d3588e451fb968cc2756d4d884.png)
PID的控制过程表述:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/bf93b80e940343fba0fbb0fd99979429.png)
积分饱和现象
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b477668b1a4b4812990e82a1fa800595.png)
PID控制器的调参方法(Z-N方法,振荡方法)
核心思想:1/4衰减,以经验为主
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f8307296d289465da3511a4fe9cd6cb1.png)
调参方法比较(试错法、基于规则的方法、更加系统化的方法)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e97ce6c5434c432da0c28721916fa148.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7dd2400c3aee471381799bd8c54547b4.png)
2.3 巡航控制
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/886cca6164b44a009d62fb263a87fce9.png)
巡航控制的基本任务:控制车速达到目标车速
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/06bc00aba2fe419e9d17ae2eb432c5d6.png)
上层控制器:PI控制,用一个一阶系统模拟实际加速度的变化过程
目标速度与目标加速度的关系
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8c53c77b26584ea0adf74d6c27232afa.png)
时域方程
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7bd0ea0940274169ac364c9c47a275b0.png)
下层控制:如何根据目标加速度控制油门踏板和刹车踏板的开度
(1)油门标度法
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/05a55ec58c4d4b0892bacf6d579e9a6e.png)
(2)根据车辆模型控制
推导油门开度与加速度(纵向力)的方程
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b2c1c40b7bbc4e55b3468ac6f9e24b04.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9c149ffa55844802bd95b3a015dfa5f9.png)
2.4 自适应巡航(ACC)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4aa397b126d44b41b8e5b4a468d1eb04.png)
ACC能根据环境变化(相对距离与相对速度)调整车速
输入:驾驶员设定速度、自身速度、与前车的相对距离和相对速度、时间间隔
输出:加速度(油门、刹车)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/807a83b436f74f029ff1e30997570e11.png)
两种工作模式:定速控制模式、跟车模式
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/830553df13cb4fceacd78987f7e93dc6.png)
固定时间间隔的重要性:使得跟车距离与相对车速满足一定关系
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/aea57deab6684edc9f9185962c0b4681.png)
ACC的工作模式
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1fb28e8edb4042b1b4f0b07ec4398558.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/823d4ee73b0f4114888dd263bdcb5154.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b5b1f323d9bb4532b7fb217197cde6a5.png)