主动驾驶鲁棒控制系统设计PDF电子书下载

第1章 介绍 1

第1部分 线性变参数系统的建模与控制 8

第2章 线性变参数系统的建模 8

2.1 线性变参数模型的结构 9

2.2 线性变参数系统建模的线性化 11

2.2.1 雅可比矩阵线性化 12

2.2.2 非均衡线性化 13

2.2.3 模糊线性化 14

2.2.4 准线性变参数系统的线性化 14

2.2.5 线性变参数模型的非唯一性 16

2.3 基于线性分式变换技术的线性化 19

2.4 性能驱动线性变参数系统建模 21

2.5 两个子系统的线性变参数系统建模 25

2.5.1 垂向动力学建模 25

2.5.2 垂向动力学中的非线性部分 28

2.5.3 横摆－侧倾动力学线性变参数建模 33

2.6 灰箱辨识与参数估计 37

2.6.1 基于观测器的辨识 38

2.6.2 基于自适应观测器的辨识方法 39

2.7 参数估计：案例分析 40

2.7.1 悬架系统的辨识 40

2.7.2 横摆－侧倾系统的辨识 45

2.7.3 线性变参数系统中的故障估计 54

第3章 线性变参数系统的鲁棒控制 59

3.1 性能建模 59

3.2 不确定性部分的建模 62

3.3 基于线性变参数模型的控制系统设计 63

3.3.1 非线性控制器的方程 64

3.3.2 基于单李雅普诺夫函数方法的控制器设计 64

3.3.3 多面体方法 65

3.3.4 一种基于线性分式变换的控制器设计 67

3.4 基于参数依赖李雅普诺夫函数方法的控制器设计 70

3.4.1 线性变参数系统的分析 70

3.4.2 考虑L2诱导范数性能的线性变参数系统控制 72

3.4.3 不精确的线性变参数系统控制设计 76

第2部分 垂向与纵向控制 80

第4章 垂向动力学中的悬架系统 80

4.1 基于垂向性能的系统建模 81

4.1.1 性能指标 81

4.1.2 控制系统设计中的加权函数 82

4.2 考虑不确定性影响的垂向动力学建模 84

4.2.1 参数不确定性 84

4.2.2 加权函数 86

4.3 基于H∞控制的主动悬架设计 87

4.4 基于线性变参数控制的主动悬架设计 92

4.5 主动悬架系统的分层控制设计 95

4.5.1 执行器的动力学建模 96

4.5.2 基于反步法设计的跟踪控制 98

4.5.3 模拟仿真结果 100

第5章 具有侧翻抑制功能的防倾杆 103

5.1 横摆与侧倾动力学特性的建模 105

5.1.1 侧翻阈值 105

5.1.2 加权函数的设计 107

5.2 侧翻抑制系统的线性变参数控制方法 110

5.3 具有容错能力的侧翻抑制系统的设计 112

第6章 纵向动力学中的自适应巡航控制 117

6.1 自适应巡航控制 117

6.2 基于模型的鲁棒控制设计 119

6.2.1 纵向动力学建模 119

6.2.2 鲁棒控制策略 120

6.2.3 执行器动力学建模 120

6.2.4 反馈控制器的设计 121

6.3 基于多目标优化的速度设计 123

6.3.1 速度设计的动机 123

6.3.2 速度曲线的设计 124

6.3.3 前瞻控制的最优化原理 125

6.4 车辆巡航控制的优化方法 126

6.4.1 速度设计中前车的操纵性 127

6.4.2 速度设计中跟随车辆的动态表现 128

6.4.3 车道变换的决策方法 130

6.5 驾驶/制动系统中控制方法的实现 131

6.5.1 控制器软件在环的实现 132

6.5.2 模拟仿真结果 133

第3部分 横向及集成控制 138

第7章 车辆集成控制系统的设计 138

7.1 车辆集成控制的动机 138

7.2 集成控制中的线性变参数概念 141

7.3 局部和可重构控制系统的设计 142

7.3.1 制动系统的设计 144

7.3.2 转向系统的设计 145

7.3.3 悬架系统的设计 146

7.3.4 执行器选型的步骤 147

7.3.5 分散控制中的故障信息 150

7.4 轨迹跟踪控制系统的设计 151

7.4.1 轨迹跟踪系统的建模 151

7.4.2 控制设计中的加权函数 152

7.4.3 集成控制系统的设计 154

7.4.4 模拟仿真结果 155

第8章 可变几何悬架系统控制 159

8.1 车辆模型的横向动力学 159

8.2 可变几何悬架系统的建模 161

8.3 可变几何悬架的鲁棒控制系统 163

第9章 轮毂电动机的控制设计 168

9.1 装有轮毂电动机的车辆控制系统设计 168

9.2 线性变参数控制器的上层控制系统设计 170

9.3 控制策略的执行 172

9.4 模拟结果 173

9.4.1 轮毂电动机故障模拟 175

9.4.2 转向系统故障模拟 175

第10章 控制系统中的驾驶人模型 180

10.1 以控制设计为目的的驾驶人模型 182

10.2 横向动力学的控制导向模型 183

10.3 驾驶人与车辆系统的互联 183

10.4 驾驶人辅助系统的性能指标 185

10.4.1 性能方程 185

10.4.2 系统性能的权重分配策略 186

10.5 驾驶人辅助系统的综合控制系统设计 187

10.5.1 模拟结果 188

10.5.2 驾驶人模型的模拟仿真环境 190

附录 194

附录A 线性变参数系统模型 194

A.1 可控性，可观测性，可稳定性 194

A.2 变参数的不变空间 202

A.3 可辨识性 207

A.4 采样时间的作用 208

A.5 线性变参数系统的自适应观测器 211

A.6 几何法设计qLPV FDI 214

附录B LPV系统的鲁棒性控制 217

B.1 结构不确定性 217

B.2 基于非线性？∞方法的控制系统设计 220

B.3 基于LFT的qLPV控制器设计 225

参考文献 231