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智能車輛容錯控制技術及應用 版權信息
- ISBN：9787030670489
- 條形碼：9787030670489 ; 978-7-03-067048-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
智能車輛容錯控制技術及應用 內容簡介
本書主要介紹智能車輛的懸架與轉向系統、整車高級輔助駕駛系統中的容錯控制技術, 包括容錯控制理論基礎, 車輛懸架系統動力學與容錯控制, 車輛轉向、驅動和轉向/懸架集成系統動力學及容錯控制, 智能車輛輔助駕駛中的容錯控制技術及應用。
智能車輛容錯控制技術及應用 目錄
目錄
編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 容錯控制概述 1
1.1.1 故障檢測與診斷技術 1
1.1.2 容錯控制技術 2
1.2 容錯控制的分類 4
1.2.1 被動容錯控制 5
1.2.2 主動容錯控制 7
1.3 容錯控制在智能車輛中的應用 9
1.3.1 EPS容錯控制 10
1.3.2 基于 EPS的車道偏離輔助控制 10
1.3.3 懸架系統容錯控制 13
1.3.4 車輛轉向與懸架系統集成容錯控制 15
1.4 容錯控制存在的問題和發展趨勢 16
1.4.1 容錯控制存在的問題 16
1.4.2 容錯控制的發展趨勢 17
1.5 本書的結構體系與特色 18
參考文獻 18
第2章 容錯控制理論基礎 23
2.1 故障系統的狀態估計 23
2.1.1 傳感器故障時的狀態估計 23
2.1.2 執行器故障時的狀態估計 24
2.2 控制器重構設計 27
2.2.1 狀態反饋控制器重構設計 27
2.2.2 動態補償控制器重構設計 28
2.3 智能容錯控制 30
2.3.1 模糊容錯控制 30
2.3.2 神經網絡容錯控制 32
2.4 基于自適應控制的容錯控制 33
2.5 基于信息融合故障的容錯控制 36
2.5.1 基于層次結構信息融合故障的容錯控制 36
2.5.2 基于聚類融合故障的容錯控制 37
2.6 基于混雜系統故障的容錯控制 39
參考文獻 41
第3章 車輛懸架系統動力學與容錯控制 43
3.1 故障懸架系統建模 43
3.1.1 傳感器故障建模 44
3.1.2 作動器故障建模 45
3.2 車輛輪胎力估計 46
3.2.1 整車非線性模型 47
3.2.2 基于Kalman濾波器的輪胎縱向力估計 51
3.2.3 基于干擾觀測器的輪胎側向力產生的橫擺力矩估計 56
3.2.4 輪胎側向力估計 60
3.2.5 仿真計算與分析 62
3.2.6 與傳統輪胎模型計算結果的對比分析 66
3.3 主動懸架系統的故障檢測、診斷與隔離 69
3.3.1 主動懸架4自由度半車控制模型 69
3.3.2 主動懸架控制策略 70
3.3.3 4自由度故障懸架模型 72
3.3.4 基于殘差信息的主動懸架作動器故障檢測、診斷與隔離 72
3.3.5 基于殘差信息的主動懸架傳感器故障檢測、診斷與隔離 77
3.3.6 基于濾波器組的主動懸架傳感器故障檢測、診斷與隔離 87
3.4 基于 H2/H∞控制的主動懸架被動容錯控制 94
3.4.1 主動懸架7自由度整車控制模型 94
3.4.2 具有參數攝動的故障懸架模型 96
3.4.3 主動懸架被動容錯控制器設計 97
3.4.4 仿真計算與分析 100
3.5 基于傳感器信號重構的主動懸架主動容錯控制 105
3.5.1 主動懸架7自由度整車控制模型 106
3.5.2 基于H.∞控制策略的主動懸架控制 107
3.5.3 傳感器故障時故障懸架模型 108
3.5.4 基于傳感器信號重構的主動容錯控制設計 108
3.5.5 仿真計算與分析 112
3.6 基于控制律重組的懸架系統主動容錯控制 125
3.6.1 主動懸架7自由度整車控制模型 126
3.6.2 基于LQG控制策略的主動懸架控制 126
3.6.3 作動器故障時故障懸架模型 128
3.6.4 基于控制律重組的主動容錯控制設計 128
3.6.5 仿真計算與分析 133
3.7 容錯控制實驗 139
3.7.1 實驗方案設計 140
3.7.2 實驗結果與分析 141
參考文獻 144
第4章 車輛轉向、驅動和轉向/懸架集成系統動力學及容錯控制 147
4.1 EPS系統動力學模型 147
4.2 考慮傳感器和執行器故障的EPS系統主動容錯控制 149
4.2.1 EPS傳感器與執行器故障建模 149
4.2.2 助力控制策略 151
4.2.3 主動容錯控制設計 151
4.2.4 仿真計算與分析 156
4.2.5 容錯控制實驗 162
4.3 輪轂電機驅動車輛系統動力學及容錯控制 164
4.3.1 系統建模 165
4.3.2 輪轂電機驅動的智能車輛容錯控制 169
4.3.3 仿真計算及分析 176
4.4 車輛轉向與懸架集成系統容錯控制 184
4.4.1 系統建模 184
4.4.2 基于 EPS的轉向與懸架系統集成控制 187
4.4.3 執行器故障分級的集成系統容錯控制 191
4.4.4 仿真計算與分析 193
參考文獻 202
第5章 智能車輛輔助駕駛中的容錯控制技術及應用 205
5.1 基于混雜控制方法的橫向運動輔助駕駛控制 205
5.1.1 系統模型的建立 205
5.1.2 基于混雜控制方法的轉向系統控制策略 209
5.1.3 幾種模式的控制策略設計 212
5.1.4 穩定性監督器設計 215
5.1.5 仿真計算與分析 218
5.2 考慮駕駛員操縱失誤的車道偏離輔助人機協同控制 224
5.2.1 系統建模 225
5.2.2 人機協同車道偏離輔助系統控制 228
5.2.3 人機協同車道偏離輔助系統設計 229
5.2.4 仿真計算與分析 235
5.2.5 硬件在環實驗 240
5.3 基于可拓決策和人工勢場法的車道偏離輔助駕駛 243
5.3.1 控制系統結構 243
5.3.2 控制器設計 245
5.3.3 仿真計算與分析 252
5.3.4 硬件在環實驗 256
5.4 基于轉向和差動制動集成的車道偏離輔助駕駛人機協同控制 257
5.4.1 可拓聯合控制策略 257
5.4.2 差動制動控制 259
5.4.3 人機協調控制策略 262
5.4.4 仿真計算與分析 265
5.4.5 硬件在環實驗 269
5.5 人機協同駕駛中的權值分配 272
5.5.1 權值分配的方式 272
5.5.2 駕駛員模型 275
5.5.3 人機權值分配策略 276
5.5.4 MPC橫向運動控制器設計 279
5.5.5 仿真計算與分析 280
5.5.6 硬件在環實驗 285
參考文獻 287
編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 容錯控制概述 1
1.1.1 故障檢測與診斷技術 1
1.1.2 容錯控制技術 2
1.2 容錯控制的分類 4
1.2.1 被動容錯控制 5
1.2.2 主動容錯控制 7
1.3 容錯控制在智能車輛中的應用 9
1.3.1 EPS容錯控制 10
1.3.2 基于 EPS的車道偏離輔助控制 10
1.3.3 懸架系統容錯控制 13
1.3.4 車輛轉向與懸架系統集成容錯控制 15
1.4 容錯控制存在的問題和發展趨勢 16
1.4.1 容錯控制存在的問題 16
1.4.2 容錯控制的發展趨勢 17
1.5 本書的結構體系與特色 18
參考文獻 18
第2章 容錯控制理論基礎 23
2.1 故障系統的狀態估計 23
2.1.1 傳感器故障時的狀態估計 23
2.1.2 執行器故障時的狀態估計 24
2.2 控制器重構設計 27
2.2.1 狀態反饋控制器重構設計 27
2.2.2 動態補償控制器重構設計 28
2.3 智能容錯控制 30
2.3.1 模糊容錯控制 30
2.3.2 神經網絡容錯控制 32
2.4 基于自適應控制的容錯控制 33
2.5 基于信息融合故障的容錯控制 36
2.5.1 基于層次結構信息融合故障的容錯控制 36
2.5.2 基于聚類融合故障的容錯控制 37
2.6 基于混雜系統故障的容錯控制 39
參考文獻 41
第3章 車輛懸架系統動力學與容錯控制 43
3.1 故障懸架系統建模 43
3.1.1 傳感器故障建模 44
3.1.2 作動器故障建模 45
3.2 車輛輪胎力估計 46
3.2.1 整車非線性模型 47
3.2.2 基于Kalman濾波器的輪胎縱向力估計 51
3.2.3 基于干擾觀測器的輪胎側向力產生的橫擺力矩估計 56
3.2.4 輪胎側向力估計 60
3.2.5 仿真計算與分析 62
3.2.6 與傳統輪胎模型計算結果的對比分析 66
3.3 主動懸架系統的故障檢測、診斷與隔離 69
3.3.1 主動懸架4自由度半車控制模型 69
3.3.2 主動懸架控制策略 70
3.3.3 4自由度故障懸架模型 72
3.3.4 基于殘差信息的主動懸架作動器故障檢測、診斷與隔離 72
3.3.5 基于殘差信息的主動懸架傳感器故障檢測、診斷與隔離 77
3.3.6 基于濾波器組的主動懸架傳感器故障檢測、診斷與隔離 87
3.4 基于 H2/H∞控制的主動懸架被動容錯控制 94
3.4.1 主動懸架7自由度整車控制模型 94
3.4.2 具有參數攝動的故障懸架模型 96
3.4.3 主動懸架被動容錯控制器設計 97
3.4.4 仿真計算與分析 100
3.5 基于傳感器信號重構的主動懸架主動容錯控制 105
3.5.1 主動懸架7自由度整車控制模型 106
3.5.2 基于H.∞控制策略的主動懸架控制 107
3.5.3 傳感器故障時故障懸架模型 108
3.5.4 基于傳感器信號重構的主動容錯控制設計 108
3.5.5 仿真計算與分析 112
3.6 基于控制律重組的懸架系統主動容錯控制 125
3.6.1 主動懸架7自由度整車控制模型 126
3.6.2 基于LQG控制策略的主動懸架控制 126
3.6.3 作動器故障時故障懸架模型 128
3.6.4 基于控制律重組的主動容錯控制設計 128
3.6.5 仿真計算與分析 133
3.7 容錯控制實驗 139
3.7.1 實驗方案設計 140
3.7.2 實驗結果與分析 141
參考文獻 144
第4章 車輛轉向、驅動和轉向/懸架集成系統動力學及容錯控制 147
4.1 EPS系統動力學模型 147
4.2 考慮傳感器和執行器故障的EPS系統主動容錯控制 149
4.2.1 EPS傳感器與執行器故障建模 149
4.2.2 助力控制策略 151
4.2.3 主動容錯控制設計 151
4.2.4 仿真計算與分析 156
4.2.5 容錯控制實驗 162
4.3 輪轂電機驅動車輛系統動力學及容錯控制 164
4.3.1 系統建模 165
4.3.2 輪轂電機驅動的智能車輛容錯控制 169
4.3.3 仿真計算及分析 176
4.4 車輛轉向與懸架集成系統容錯控制 184
4.4.1 系統建模 184
4.4.2 基于 EPS的轉向與懸架系統集成控制 187
4.4.3 執行器故障分級的集成系統容錯控制 191
4.4.4 仿真計算與分析 193
參考文獻 202
第5章 智能車輛輔助駕駛中的容錯控制技術及應用 205
5.1 基于混雜控制方法的橫向運動輔助駕駛控制 205
5.1.1 系統模型的建立 205
5.1.2 基于混雜控制方法的轉向系統控制策略 209
5.1.3 幾種模式的控制策略設計 212
5.1.4 穩定性監督器設計 215
5.1.5 仿真計算與分析 218
5.2 考慮駕駛員操縱失誤的車道偏離輔助人機協同控制 224
5.2.1 系統建模 225
5.2.2 人機協同車道偏離輔助系統控制 228
5.2.3 人機協同車道偏離輔助系統設計 229
5.2.4 仿真計算與分析 235
5.2.5 硬件在環實驗 240
5.3 基于可拓決策和人工勢場法的車道偏離輔助駕駛 243
5.3.1 控制系統結構 243
5.3.2 控制器設計 245
5.3.3 仿真計算與分析 252
5.3.4 硬件在環實驗 256
5.4 基于轉向和差動制動集成的車道偏離輔助駕駛人機協同控制 257
5.4.1 可拓聯合控制策略 257
5.4.2 差動制動控制 259
5.4.3 人機協調控制策略 262
5.4.4 仿真計算與分析 265
5.4.5 硬件在環實驗 269
5.5 人機協同駕駛中的權值分配 272
5.5.1 權值分配的方式 272
5.5.2 駕駛員模型 275
5.5.3 人機權值分配策略 276
5.5.4 MPC橫向運動控制器設計 279
5.5.5 仿真計算與分析 280
5.5.6 硬件在環實驗 285
參考文獻 287
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