车辆稳定控制技术-电子控制逻辑框架及模拟

为了提高程序效率，对算法进行了优化，关键在于减少重复计算和采用离线计算技术。在滤波中应用离线计算技术，通过对平滑、Butterfly、Bessel滤波器特性的分析，平滑滤波器稳定性好，但较高的阶数才能达到较好的滤波效果；Butterfly滤波器具有良好的频域截止特性，但存在时域脉冲偏大的缺陷，当有车辆脉冲干扰时，性能不理想；Bessel滤波器特性介于二者之间，时域性能好，频域截止特性比Butterfly滤波器稍差。选用三阶Bessel滤波器，其阶数是对内存、计算和容许延时等方面的要求综合考虑选定的。滤波器的形式为a₀y（0）=b₀x（0）+{b₁x（-1）+b₂x（-2）+b₃x（-3）-a₁y（-1）-a₂y（-2）-a₃y（-3）}

其中y（i）为滤波后的数据，x（i）为原始数据。可以看出，等式右边只有一项b₀x（0）与当前点数据有关，因此可以在系统调度程序启动主控制程序之前，寻找系统空闲的时候离线完成对{b₁x（-1）+b₂x（-2）+b₃x（-3）-a₁y（-1）-a₂y（-2）-a₃y（-3）}的计算，从而提高系统资源的利用效率，缩短控制的滞后时间。

稳控系统电子控制逻辑框架如图1-19所示，以稳控系统中ESP为例，行驶中由于意外造成转向过度，而使后轮打滑。ESP利用制动力将前轮外侧车轮制动，前轮会有瞬间向外力量，同时防止后轮打滑。ESP依据横向加速度、转向角度及车速信号，若实际偏离比率大于预期偏离比率时，ESP会作动去补偿修正，修改车辆偏离路线，如图1-20所示。行驶中，由于车辆转弯时节气门开度过大致使车辆前轮打滑，ESP会作动于前轮内侧车轮，使车辆向内侧移动，依据驾驶人理想路线行驶，如图1-21所示。若实际偏离比率低于预期偏离比率时，ESP会降低发动机转矩来增加偏离比率，并适时作动内侧前轮制动，保持车辆稳定性。

图1-19 稳控系统电子控制逻辑框架

图1-20 过度转向电子控制模拟

驾驶人转向模型的基本思想是根据道路的位置及车辆状态，依据横向位置偏差建立指标，根据指标得到所需的转角，优化设计横向偏差指标，如图1-22所示。

图1-21 转向不足电子控制模拟

对于二自由度车辆模型，输入为u时，状态x的变化可以写成：(www.xing528.com)

其中，x₀为t=0时状态向量。输出y可以表达为

图1-22 驾驶人转向模型

假设目标位置为y_tar（t），则横向位置偏差为

驾驶人模型取最优值并求解：