汽車巡航控制系統(tǒng)的H∞魯棒設計

巡航控制系統(tǒng)主要用于車輛控制研究。主要介紹了縱向巡航控制系統(tǒng)控制器的設計方法。在不同的車輛質量和道路坡度情況下，巡航控制系統(tǒng)必須對車輛具有精確的速度跟蹤性能。采用H∞和前饋控制相結合的設計方法，保證系統(tǒng)對外界縱向干擾（如道路坡度、空氣動力學、滾動阻力和車質量變化）具有魯棒性。而執(zhí)行器的物理結構在動力傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的真實干預中起重要作用。通常，執(zhí)行器能夠延緩干預并提供額外的動態(tài)運動。因此，在設計控制器的時候需要考慮執(zhí)行器的動態(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)行器動力學以及保障系統(tǒng)性能。

應用CarSim車輛動力學軟件對車輛進行場景仿真，其中車輛的整車整備質量為2037kg，最大質量為2637kg，采用所提出的控制算法，對執(zhí)行動器的動力學進行仿真分析。試驗場景采用的是法國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都來源于谷歌地圖，且該段路中有36km長的道路坡度是不斷變化的。仿真結果能夠說明控制系統(tǒng)的效率，如精確的速度跟蹤性能以及對車質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。所提出的控制設計方法需要的車輛參數(shù)較少，因此其可用于多種車輛的設計。在不久的將來，所提出的控制設計方法能夠在實車上進行驗證。

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

編譯：朱會