使用基于模型的设计 开发侧翻稳定性控制系统

时间:2009-09-18来源:网络
 

  优化算法使用与各边界之间的有符号距离来更新控制器参数。在构造优化问题时,优化算法所采用的方式独立于计算系统状态的数值解法。可以使用基于梯度或非基于梯度的方法,例如遗传算法。在本例中,给定控制器的切换特性和后续的非平滑行为,基于梯度的解法很难得出全局解决方案。因而使用了模式搜索算法。在实践中,我们建议在多种类型的优化方法之间切换,以确保优化算法能够找到全局极值,并排除收敛到成本函数局部最小值的情况。
控制器验证与性能验证
  
  

          

  图 3:在以 50 英里/小时的时速下执行 fishhook 操控实验时,配有 ESC 和未配有 ESC 的 SUV 的可视化行为演示。蓝色的 SUV 配备了经过优化的 ESC,红色 SUV 未配备 ESC。

  图 3 以形象的方式展示了优化后的 ESC 避免车辆侧翻的性能。红色的汽车未配备控制器,发生了侧翻;而蓝色汽车配备了经过优化的控制器。通过这样的仿真,我们就能论证可避免 SUV 侧翻的控制器设计,从而极大地减少了道路调优的次数,避免完全依赖实际车辆测试。

后续步骤和结束语

  在设计工作中,后续步骤通常涉及将控制算法从 Simulink 模型转为在底盘控制器上实现的代码。要在车辆投产之前执行设计验证,可利用集成化快速原型设计和半实物(HIL)仿真工具,通过配有测量仪表的原型汽车进行代码的道路测试。可以使用生产代码生成工具来实现算法,获得在原型汽车上实现的代码,这种方法能够最小化转化过程中的错误,并进一步加速车辆开发过程。此外,使用此模型,工程师还可在不同的车辆配置下测试控制器,支持快速修改,最大化控制器设计在多种车辆程序中的重用。

  本文强调了基于模型的设计在开发解决侧翻问题的 ESC 算法中的应用,此外还展示了一种根据设计需求自动调优 ESC 的方法。

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关键词: 汽车底盘 防侧翻 控制器 ESC SUV 模型

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