智能车辆可拓控制技术及应用

目录
前言
第1章　绪论　1　
1.1　可拓学研究概述　1　
1.2　可拓学的未来发展　4　
1.3　可拓控制简介　6　
1.3.1　可拓控制与传统控制的区别　6　
1.3.2　可拓控制的概念及其系统基本结构　8　
1.3.3　可拓控制器基本特征　11　
1.4　可拓控制在车辆工程上的应用　11　
1.4.1　底盘电控集成系统可拓控制　12　
1.4.2　电动助力转向系统可拓控制　14　
1.4.3　主动悬架系统可拓控制　14　
1.4.4　差动助力转向系统可拓控制　15　
1.4.5　智能车辆辅助驾驶中的可拓控制　17　
1.4.6　车路协同自动驾驶中的可拓控制　18　
1.5　本书的结构体系与特色19
参考文献　20
第2章　可拓控制理论基础　22　
2.1　可拓集合关联函数构造　22　
2.1.1　可拓集中初等关联函数的构造　22　
2.1.2　可拓集中离散型关联函数的构造　24　
2.2　可拓控制的物元模型及其控制算法　26　
2.2.1　可拓控制的物元模型　26　
2.2.2　可拓控制算法　27　
2.2.3　实现物元变换算法的可拓控制器模型　28　
2.2.4　控制算法实现　29　
2.3　几种常用的可拓控制方法　31　
2.3.1　基于滑模控制的可拓控制　31　
2.3.2　基于灰色预测的可拓控制　35　
2.3.3　可拓自适应混杂控制38
参考文献　44　
第3章　智能车辆高级辅助驾驶系统可拓控制　47　
3.1基于相邻车道安全态势划分的换道决策　47　
3.1.1　换道决策系统的结构　47　
3.1.2　关联车辆分类　48　
3.1.3　相邻车道安全态势划分　51　
3.1.4　换道决策准则　57　
3.1.5　仿真结果分析　58　
3.1.6　自动驾驶车辆平台及实验研究　64　
3.2　基于驾驶员状态监督和可拓决策的车道偏离辅助系统　66　
3.2.1　系统控制结构设计　66　
3.2.2　车道偏离可拓决策　67　
3.2.3　驾驶员状态监督控制器设计　72　
3.2.4　基于驾驶员状态监督和可拓决策的驾驶模式　81　
3.2.5　仿真分析与硬件在环实验　82　
3.3　基于改进人工势场法的车道偏离辅助可拓控制　86　
3.3.1　车道偏离辅助系统控制结构　87　
3.3.2　车道偏离辅助控制器设计　89　
3.3.3　滑模变结构控制器设计　92　
3.3.4　车道偏离辅助系统启动的阈值　96　
3.3.5　仿真结果分析　99　
3.4　基于主动转向和差动制动可拓协同控制的路径跟踪　101　
3.4.1　路径跟踪系统总体结构　102　
3.4.2　车-路模型　102　
3.4.3　协同控制层设计　106　
3.4.4　执行层设计　110　
3.4.5　仿真结果分析　115　
3.4.6　硬件在环实验　119　
3.5　基于可拓控制的人机协同纵向避撞　121　
3.5.1　系统建模121　
3.5.2　控制系统结构　125　
3.5.3　控制器设计　126　
3.5.4　仿真结果分析　131　
3.5.5　硬件在环实验　134　
3.6　弯道工况下自适应巡航可拓控制　136　
3.6.1　控制系统设计　136　
3.6.2　系统建模　137　
3.6.3　性能指标与代价函数　140　
3.6.4　用于权重计算的可拓控制　143　
3.6.5　仿真结果分析　148
参考文献　153　
第4章　车辆底盘集成系统可拓控制　156　
4.1　汽车主动悬架系统H∞可拓控制及优化　156　
4.1.1　整车悬架系统建模　156　
4.1.2　主动悬架H∞可拓控制器设计　157　
4.1.3　仿真结果分析　159　
4.1.4　可拓控制系数优化与分析163　
4.2　EPS多模式可拓模糊切换控制　168　
4.2.1　系统动力学建模　168　
4.2.2　多模式切换控制策略设计　170　
4.2.3　可拓模糊切换控制器设计　173　
4.2.4　仿真结果分析　174　
4.2.5　台架实验及结果分析　178　
4.3　基于功能分配的悬架和转向系统可拓控制及稳定性分析　180　
4.3.1　基于功能分配的悬架和转向集成系统可拓控制　180　
4.3.2　仿真结果分析　183　
4.3.3　实验结果分析　184　
4.3.4　悬架和转向集成控制系统稳定性分析　186　
4.4　基于可拓滑模的线控转向控制　189　
4.4.1　车辆模型建立　189　
4.4.2　前轮转角控制策略设计　193　
4.4.3　仿真与硬件在环实验及结果分析　197　
4.5　差动转向系统及整车稳定性控制　202　
4.5.1　差动转向系统建模与分析　202　
4.5.2　差动转向控制系统设计　206　
4.5.3　差动转向控制系统仿真及结果分析　213　
4.5.4　横摆角速度与质心侧偏角联合的整车稳定性控制　217　
4.5.5　差动转向与整车稳定性协调控制　220　
4.5.6　仿真结果分析　222
参考文献　227　
第5章　分布式驱动电动车辆稳定性可拓控制　229　
5.1车辆系统动力学建模　229　
5.1.1　车辆模型架构　230　
5.1.2　整车动力学模型　231　
5.1.3　轮毂电机模型　237　
5.1.4　神经网络驾驶员模型　237　
5.1.5　主动前轮转向模型　239　
5.1.6　模型验证　241　
5.2　基于相平面法的主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制　244　
5.2.1　协调控制策略设计　244　
5.2.2　可拓域内的控制器设计　252　
5.2.3　非域内的控制器设计　257　
5.2.4　底层转矩分配　261　
5.2.5　驱动转矩自抗扰控制器设计　263　
5.2.6　仿真结果分析　266　
5.3　基于昀小能耗的车辆横摆稳定性灰色预测可拓控制　269　
5.3.1　横摆稳定性控制系统设计　270　
5.3.2　仿真结果分析　277　
5.3.3　硬件在环实验及结果分析　281　
5.4　基于动态边界可拓决策的车辆路径跟踪协调控制　283　
5.4.1　路径跟踪模型　283　
5.4.2　路径跟踪控制系统设计　285　
5.4.3　动态可拓决策设计　285　
5.4.4　控制器设计　289　
5.4.5　转矩分配　295　
5.4.6　仿真结果分析　296
参考文献　303
附录　306
附录　A　差动助力转向系统稳定性可拓协调控制　306　
A.1　动力学模型的建立　306　
A.2　基于横摆力矩可拓协调的控制系统设计　307　
A.3　仿真计算与分析　314
附录　B　基于可拓决策和人工势场法的车道偏离辅助驾驶　317　
B.1　控制系统结构　317　
B.2　控制器设计　318　
B.3　仿真计算与分析　323　
B.4　硬件在环实验　327
附录C　基于转向和差动制动集成的车道偏离辅助驾驶人机协同控制　328　
C.1　可拓联合控制策略　328　
C.2　差动制动控制　330　
C.3　人机协调控制策略　333　
C.4　仿真计算与分析　335　
C.5　硬件在环实验　339