基于功能分配的汽车底盘一体化集成控制方法和关键技术研究

在复杂路面和行驶工况下，考虑驾驶员、集成控制系统所擅长改善汽车平顺性、安全性和操纵稳定性等的不同，底盘各电控子系统在特定方向和有效工作区域内其目标功能的差异，进行基于功能分配的底盘一体化集成控制方法和关键技术研究。主要包括：分析底盘各电控子系统间耦合机理，根据子系统耦合-集成建模方法建立起整车非线性动力学模型；对驾驶员操纵意图、道路及汽车行驶状态进行实时估计；利用李雅普诺夫方法和相平面理论分析底层各电控子系统间的关联稳定性及集成控制系统的稳定性；根据多属性模糊决策进行上层-决策层人机功能分配，并由决策层控制目标的差异进行底层子系统间功能分配；建立底盘集成系统的分层控制体系结构，提出集成控制策略；利用高、低速CAN网络实现车载传感器、决策层及底层子系统控制器间信息的交互传递。项目采用理论分析、数值仿真、硬件在环实时仿真及实车试验验证相结合的研究方法，以达到全面提升汽车各项性能指标的目的。

在复杂路面和行驶工况下，考虑驾驶员和汽车集成控制系统所擅长改善其平顺性、安全性和操纵稳定性等的不同，底盘各电控子系统在特定需求和有效工作区域内其目标功能的差异，进行了基于功能分配的底盘一体化集成控制方法和关键技术研究。该项目的主要研究成果包括：①分析了底盘各电控子系统间耦合机理，根据子系统耦合-集成建模方法建立了整车和子系统的非线性动力学模型。②对驾驶员操纵意图、道路及汽车行驶状态进行了实时估计。③深入分析了不同控制方法对集成控制系统稳定性的影响，系统结构参数和控制参数对系统稳定性的影响。④研究了上层—决策层的人机功能分配问题，并由决策层控制目标和系统输出参数的变化进行底层子系统间的控制功能分配。⑤建立起底盘集成系统的分层协调控制体系结构，提出了基于神经网络逆系统方法的解耦控制、基于时滞效应的变结构控制、基于功能分配的可拓控制、基于控制律重组的主动容错控制等多种控制策略，以获取理想的汽车综合性能。⑥搭建了汽车悬架、转向和稳定控制集成系统试验平台，开发了相应的控制器和传感器，进行了基于Labview环境下的底盘集成控制系统的硬件在环实时仿真，并利用CAN网络实现车载传感器、决策层及底盘子系统控制器间信息的交互传递。最后，进行了实车试验验证。理论分析、仿真计算和实车试验等结果均表明，所提的基于功能分配的底盘集成控制方法和所解决的关键技术问题是有效的，可全面提升整车的乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶稳定性等。.关键词（不超过5个，用分号分开）；汽车底盘；集成控制系统；功能分配；综合性能