汽车巡航控制系统的H∞鲁棒设计

汽车巡航控制系统的H∞鲁棒设计

巡航控制系统主要用于车辆控制研究。主要介绍了纵向巡航控制系统控制器的设计方法。在不同的车辆质量和道路坡度情况下，巡航控制系统必须对车辆具有精确的速度跟踪性能。采用H∞和前馈控制相结合的设计方法，保证系统对外界纵向干扰（如道路坡度、空气动力学、滚动阻力和车质量变化）具有鲁棒性。而执行器的物理结构在动力传动系统和制动系统的真实干预中起重要作用。通常，执行器能够延缓干预并提供额外的动态运动。因此，在设计控制器的时候需要考虑执行器的动态特性，以改善巡航控制系统的跟踪能力。巡航控制系统中反馈控制器的作用主要是：消除未知干扰，处理未模型化的执行器动力学以及保障系统性能。

应用CarSim车辆动力学软件对车辆进行场景仿真，其中车辆的整车整备质量为2037kg，最大质量为2637kg，采用所提出的控制算法，对执行动器的动力学进行仿真分析。试验场景采用的是法国A36米卢斯-贝尔福高速公路路段，该路段的高度和道路几何坐标都来源于谷歌地图，且该段路中有36km长的道路坡度是不断变化的。仿真结果能够说明控制系统的效率，如精确的速度跟踪性能以及对车质量变化和道路坡度改变的鲁棒性，并证明了所提方法的有效性。所提出的控制设计方法需要的车辆参数较少，因此其可用于多种车辆的设计。在不久的将来，所提出的控制设计方法能够在实车上进行验证。

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

编译：朱会