三、核心控制算法

更新于 2026年10月13日 版权声明
三、核心控制算法

主控制循环定时由系统调度程序启动。首先是进行轮速、轮减速度的滤波及计算,以及稳定控制分泵附近稳定控制压力的测量(A-D变换)和平均滤波。然后利用测得的各轮分泵处的稳定控制压力和车轮转速分别计算各轮的瞬时耗散功率Pi,jωi,j,再求得平均耗散功率Hi=图示(i=1,2,3,4,分别表示各个车轮)。其后利用车轮角减速度辅助判据对车轮的状态进行判断,起到一个安全阀的作用。采用该辅助判据有利于缩小动态寻优时的搜索范围,提高稳定控制效能。车轮的状态不仅与相应车轮的减速度有关,而且与稳定控制的工作状态(减压、升压和保压)有关,因此在稳定控制的不同工作状态下,减速度门限值是有差异的。

与逻辑门限方法的减速度门限值比较,该辅助判据选用的门限值定得较松;此外,在保压工况下,不以减速度值门限作为恢复升压的依据(这解决了低附着路面上轮速恢复的问题)。选用较宽松的减速度门限值使得减速度门限值调试的要求降低,方便了参数调试,有利于提高控制算法对外界条件和车辆参数(如驱动轴转动惯量)变动的适应能力。然后以稳定控制管路压力为待优化变量,通过电磁阀的动作实现压力的调节,在线搜索使目标函数-平均耗散功率趋于最大的最优稳定控制压力。这个寻优的过程是通过回溯与预测两种方式实现的。回溯是指记录在一段时间内最大平均稳定控制耗散功率及其对应的稳定控制压力,若发现预测值有明显下降则需要改变稳定控制压力变化的方向,例如由降压改为保压。当然,控制算法还需要考虑其他一些因素,如各轮稳定控制力的平衡等。某车辆稳控系统模型如图1-18所示。采用保持器使该模型离散化,然后利用自适应控制适应对象不确定性的能力来控制含有间隙环节的非线性系统。

图示

图1-18 车辆稳控系统模型

由图1-18所示可知:

图示

式中 y(k)——系统的输出;

u(k)——系统输入;

w(k)——随机序列;

z-1——单位后移算子;

k——采样周期的整数倍数。(https://www.daowen.com)

图示

为了减少模型产生的稳态误差影响,采用了广义最小方差自校正控制方法。对u(k)加以约束,引入了一个负信号yr(k),φ(k)为辅助系统,有

图示

式中 P——输出加权因子;

R——参考加权因子;

Q——输入加权因子;

d——输出对输入响应的时滞。

由式(1-20)得

图示

因w(k)为白噪声,则广义最小方差控制应使如下性能指标最小:

图示

因此,原系统广义最小方差控制器的设计问题就变成了辅助模型φ(k+d)最小方差控制器的设计问题,而最小方差控制器又是在最小方差预报基础上,故需先求出φ(k+d)的最小方差预报。

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