论文部分内容阅读
摘 要：首先，什么是车辆的加速度自抗扰控制技术呢？它是一种高性能的加速度控制，而且是一项关键的技术，它不仅是关于车辆动力学的，而且是一项关于安全系统的。想要实现这项技术有很多的难点，不仅因为车辆加速度系统有不确定性，它也有很强的非线性。自抗扰技术是继PID控制算法之后的一种新的控制法，并取得了一定效果。车辆的自抗扰技术适应了数字控制的时代潮流，并且是一种新型的实用技术，具有算法简单、精度高的特点。
关键词：车辆加速度；自抗扰技术；控制
0前言
PID控制器演变之后就成了自抗扰控制器，但采用了同样的核心理念-误差反馈控制理念。而且它是由非线性状态误差反馈控制率，扩展状态观测器，跟踪微分器三部分组成。加速度控制是动力学和主动安全系统的一项技术，是有汽车地盘集成控制，队列、自适应巡航等控制组成。迄今为止，人们依旧无法全面认识它，任然具有很大的挑战性。
1车辆加速度自抗扰控制技术的发展
这是经典的PID控制系统的结构图，下面将介绍的是自抗扰控制技术的结构图，如下图所示
那么两者的差别在哪呢？车辆的自抗扰控制技术，是挖掘了PID控制技术的优点而且还结合了现代控制理论，是不断的归纳、总结出来的新型使用控制技术。它是通过计算机模拟出来的，并且不依赖百孔对象精确的一项技术。
2车辆加速度自抗扰控制技术的来源
2.1如何对车辆加速度控制进行研究呢？
该使用什么方法呢？根据研究辨明应使用自抗扰控制方法，也就是人们所说的ADRC方法。这个研究首先需要建立模型，是关于发动机动态模型并且以油门开度指令为控制量的，还需要建立一个车辆动力模型，这个模型的建立需要对车辆加速度自抗扰控制技术了解并掌握，并且能将模型转化为仿射系统，并且要设计出关于车辆加速度的ADRC控制器，最后再进行仿真，但是仿真对环境的要求极高，必须在道路扰动的情况下还必须要车辆和发动机参数摄动的情况下才能进行，才能取得应有的效果。
2.2. 车辆自抗扰控制技术的来源
基于运动模型的建立，要分别设计发动机-车辆加速度控制器和制动器-车辆加速度控制器，那么如果是针对车辆起停控制系统，而且车辆是在低速行驶的状况下呢？当然，设计的加速度控制企业必须得到相应的改变，这种模型是基于滑模变结构控制方法。那么如果是车辆的不确定性问题时，并且是在车辆纵向运时，问题又该如何解决呢？就必须换成分层切换控制系统，这是一种鲁棒控制理论。
3车辆运动的数学公式
3.1车辆发动机的数学模型
发动机———测功机联合装置可以简化成为一个绕曲轴中心转动的简单回转体，其动力学模型从牛顿第二定律可以得出[ 5 ] ：dn/dt=30（ Te - Tc ） /πI （1）式中： n为发动机瞬时转速， r/min；Te 为发动机有效转矩，N·m； Tc 为测功机吸收转矩，N·m； I为发动机———测功机总转动惯量， kg·m2.其中采用的策略-“转矩为中心”策略并能建立成一个惯性环节。
3.2车辆的制动器数学模型
˙Fb（t） =1 Tb（t）[Fb（t）+Kb（Fb）u（t τb（t））]，
Kb（Fb） =K1， 0 6 Fb < Fb1， K2， Fb1 6 Fb < Fb2， K3， Fb2 6 Fb < Fb3， K4， Fb3 6 Fb < Fb4， 式中： Fb（t）为制动器输出制动力； Fb1～Fb4为常数； Fbmax = Fb4为制动器输出的最大制动力； Tb（t）为 制动器时间常数； Kb（Fb）为制动器增益， 是Fb（t）的 函数； u（t）为制动控制输入， 取正整数； τb（t）为制动 延迟时间； K1～K4为制动器静态特性分段斜率.
3.3车辆加速度运动数学模型
加速度是牛顿第二定律的一个量，是有力引起的1.定义：速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值2.公式 ：a=Δv/Δt a=F/m3.单位：m/s2（米每平方秒）这是基于路面较为平整的情况，而且只要考虑车辆的运动。
4车辆自抗扰控制技术简介
4.1自抗扰控制技术的应用
当今，控制科学的发展越来越复杂，也越来越经历着挑战，相对于西方来说，我国的自抗扰技术发展相对落后，并且由于控制技术的不确定性，限制了车辆的质量，而且增加了制作车辆的成本，从而导致控制技术发展受限，并且综合国力受制于人，而且我国目前的工业大都数的控制系统依旧是已经过时的PID系统，并没有使用想多性能较好的自抗扰控制技术。
4.2车辆自抗扰控制技术的设计
上图分别为一介自抗扰控制技术和图二介自抗扰控制技术，并且是一种不依赖系统模型的技术，它能结合非线性反馈，并且能补偿系统运行时收到的作用，这种作用可能是“外扰”，也可能是内扰，适应数字化的特点，可以特别好的解决对象的控制问题。
4.3车辆自抗扰控制技术的组成
车辆的自抗扰控制技术是由三部分组成的，第一个过程是“安排過渡”，第二个是“非线性反馈”，最后一个是“扩张状态观测器”，组成要素较为复杂且难以预测。
5仿真
由图可知，什么会对车辆加速度有较大影响呢？是道路的坡度有较大的影响，可是在低速下空气的阻力很小，这些结果告诉我们在实际的运作过程中，我们不应该使用响应过于缓慢的电动机，同理而论，我们应该使用的是响应较快的发动机由图可知，制动器和发动机是能够一起工作的，并且能够协调工作。在车辆的自抗扰控制器的使用下，系统能实现各种各样的跟踪，无论是慢的还是快的，表明自抗扰技术已能很好使用。
6结论
6.1结论1
对于车辆加速度系统，采用适当的方法和方式能使自抗扰控制得到很好的应用，例如；使用较好的发动机，可以改善车辆加速度系统的不确定性，能得到很好的控制效果。
6.2结论2
使用自抗扰控制技术能够产生对车辆加速都很好的限制作用，并且能产生良好的经济效益，并且对工程应用方面带来了极大的帮助，提供了一条捷径。
7结语
随着我国经济的发展，汽车市场的繁荣，人们会越来越多的注意到车辆的自抗扰控制技术的发展和应用，这对于自抗扰技术的研究无疑是景上添花，更会极大的促进我国控制技术的发展，使中国更繁荣富强。
参考文献
[1] 余晓江，胡学军，胡于进，王学林.基于模糊神经网络的车辆间距智能自适应控制[J]. 华中科技大学学报（自然科学版）. 2007（09）.
[2] 宾洋，李克强，连小珉.低速行驶车辆的非线性系统建模及控制[J]. 控制理论与应用. 2005（05）.
[3] 韩京清.从PID技术到“自抗扰控制”技术[J]. 控制工程. 2002（03）.
关键词：车辆加速度；自抗扰技术；控制
0前言
PID控制器演变之后就成了自抗扰控制器，但采用了同样的核心理念-误差反馈控制理念。而且它是由非线性状态误差反馈控制率，扩展状态观测器，跟踪微分器三部分组成。加速度控制是动力学和主动安全系统的一项技术，是有汽车地盘集成控制，队列、自适应巡航等控制组成。迄今为止，人们依旧无法全面认识它，任然具有很大的挑战性。
1车辆加速度自抗扰控制技术的发展
这是经典的PID控制系统的结构图，下面将介绍的是自抗扰控制技术的结构图，如下图所示
那么两者的差别在哪呢？车辆的自抗扰控制技术，是挖掘了PID控制技术的优点而且还结合了现代控制理论，是不断的归纳、总结出来的新型使用控制技术。它是通过计算机模拟出来的，并且不依赖百孔对象精确的一项技术。
2车辆加速度自抗扰控制技术的来源
2.1如何对车辆加速度控制进行研究呢？
该使用什么方法呢？根据研究辨明应使用自抗扰控制方法，也就是人们所说的ADRC方法。这个研究首先需要建立模型，是关于发动机动态模型并且以油门开度指令为控制量的，还需要建立一个车辆动力模型，这个模型的建立需要对车辆加速度自抗扰控制技术了解并掌握，并且能将模型转化为仿射系统，并且要设计出关于车辆加速度的ADRC控制器，最后再进行仿真，但是仿真对环境的要求极高，必须在道路扰动的情况下还必须要车辆和发动机参数摄动的情况下才能进行，才能取得应有的效果。
2.2. 车辆自抗扰控制技术的来源
基于运动模型的建立，要分别设计发动机-车辆加速度控制器和制动器-车辆加速度控制器，那么如果是针对车辆起停控制系统，而且车辆是在低速行驶的状况下呢？当然，设计的加速度控制企业必须得到相应的改变，这种模型是基于滑模变结构控制方法。那么如果是车辆的不确定性问题时，并且是在车辆纵向运时，问题又该如何解决呢？就必须换成分层切换控制系统，这是一种鲁棒控制理论。
3车辆运动的数学公式
3.1车辆发动机的数学模型
发动机———测功机联合装置可以简化成为一个绕曲轴中心转动的简单回转体，其动力学模型从牛顿第二定律可以得出[ 5 ] ：dn/dt=30（ Te - Tc ） /πI （1）式中： n为发动机瞬时转速， r/min；Te 为发动机有效转矩，N·m； Tc 为测功机吸收转矩，N·m； I为发动机———测功机总转动惯量， kg·m2.其中采用的策略-“转矩为中心”策略并能建立成一个惯性环节。
3.2车辆的制动器数学模型
˙Fb（t） =1 Tb（t）[Fb（t）+Kb（Fb）u（t τb（t））]，
Kb（Fb） =K1， 0 6 Fb < Fb1， K2， Fb1 6 Fb < Fb2， K3， Fb2 6 Fb < Fb3， K4， Fb3 6 Fb < Fb4， 式中： Fb（t）为制动器输出制动力； Fb1～Fb4为常数； Fbmax = Fb4为制动器输出的最大制动力； Tb（t）为 制动器时间常数； Kb（Fb）为制动器增益， 是Fb（t）的 函数； u（t）为制动控制输入， 取正整数； τb（t）为制动 延迟时间； K1～K4为制动器静态特性分段斜率.
3.3车辆加速度运动数学模型
加速度是牛顿第二定律的一个量，是有力引起的1.定义：速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值2.公式 ：a=Δv/Δt a=F/m3.单位：m/s2（米每平方秒）这是基于路面较为平整的情况，而且只要考虑车辆的运动。
4车辆自抗扰控制技术简介
4.1自抗扰控制技术的应用
当今，控制科学的发展越来越复杂，也越来越经历着挑战，相对于西方来说，我国的自抗扰技术发展相对落后，并且由于控制技术的不确定性，限制了车辆的质量，而且增加了制作车辆的成本，从而导致控制技术发展受限，并且综合国力受制于人，而且我国目前的工业大都数的控制系统依旧是已经过时的PID系统，并没有使用想多性能较好的自抗扰控制技术。
4.2车辆自抗扰控制技术的设计
上图分别为一介自抗扰控制技术和图二介自抗扰控制技术，并且是一种不依赖系统模型的技术，它能结合非线性反馈，并且能补偿系统运行时收到的作用，这种作用可能是“外扰”，也可能是内扰，适应数字化的特点，可以特别好的解决对象的控制问题。
4.3车辆自抗扰控制技术的组成
车辆的自抗扰控制技术是由三部分组成的，第一个过程是“安排過渡”，第二个是“非线性反馈”，最后一个是“扩张状态观测器”，组成要素较为复杂且难以预测。
5仿真
由图可知，什么会对车辆加速度有较大影响呢？是道路的坡度有较大的影响，可是在低速下空气的阻力很小，这些结果告诉我们在实际的运作过程中，我们不应该使用响应过于缓慢的电动机，同理而论，我们应该使用的是响应较快的发动机由图可知，制动器和发动机是能够一起工作的，并且能够协调工作。在车辆的自抗扰控制器的使用下，系统能实现各种各样的跟踪，无论是慢的还是快的，表明自抗扰技术已能很好使用。
6结论
6.1结论1
对于车辆加速度系统，采用适当的方法和方式能使自抗扰控制得到很好的应用，例如；使用较好的发动机，可以改善车辆加速度系统的不确定性，能得到很好的控制效果。
6.2结论2
使用自抗扰控制技术能够产生对车辆加速都很好的限制作用，并且能产生良好的经济效益，并且对工程应用方面带来了极大的帮助，提供了一条捷径。
7结语
随着我国经济的发展，汽车市场的繁荣，人们会越来越多的注意到车辆的自抗扰控制技术的发展和应用，这对于自抗扰技术的研究无疑是景上添花，更会极大的促进我国控制技术的发展，使中国更繁荣富强。
参考文献
[1] 余晓江，胡学军，胡于进，王学林.基于模糊神经网络的车辆间距智能自适应控制[J]. 华中科技大学学报（自然科学版）. 2007（09）.
[2] 宾洋，李克强，连小珉.低速行驶车辆的非线性系统建模及控制[J]. 控制理论与应用. 2005（05）.
[3] 韩京清.从PID技术到“自抗扰控制”技术[J]. 控制工程. 2002（03）.