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近年来,针对电动汽车横向系统稳定性和操纵性的研究受到了国内外众多学者的广泛关注。电动汽车在高速转弯、变道或者路面附着系数较低时容易发生侧滑甚至翻车,因此如何提高电动汽车横向稳定性和操纵性是亟待解决的问题。而由于电动车、智能车的发展横跨电子、机械、自动化等多个领域,因此对车辆的横向控制是一个十分复杂的问题。另一方面,网络通信技术的发展为提高电动汽车系统地整体性能,其具有共享信息资源、减少系统布线、易于扩展和维护、增加系统的灵活性和可靠性等优点,但同时也引入了其他问题,例如,量化误差、数据丢包等,这会影响电动汽车的稳定性。因此,研究在网络通信影响下电动汽车横向系统的鲁棒控制问题具有现实的意义和价值。本文的主要工作如下:
1)研究理想网络通信下电动汽车横向系统的鲁棒控制问题。首先,我们用范数有界不确定参数以及随机不确定参数对轮胎侧偏刚度以及控制器和执行器进行补偿;其次,为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们构造了一个新的成本函数,使得所给出的性能分析条件更加简单;最后,为了设计所需的非脆弱控制器,我们采用两步法来解决不等式条件中的不确定耦合问题,最终以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱控制器的设计条件。
2)研究多路传感器测量误差、信号量化以及数据丢包影响下电动汽车横向系统的H∞滤波问题。首先,我们利用T-S模糊建模技术来解决电动汽车横向系统的总质量和转动惯量所存在的非线性挑战;其次,同时考虑了测量输出和性能输出都存在信号量化和数据丢包问题,从而获得了带有不确定参数的T-S模糊电动汽车横向滤波误差系统;最后,通过运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滤波器和两个动态量化器的一步设计条件,其能保证电动汽车横向滤波误差系统随机稳定并且满足H∞性能。
3)研究信号量化和数据丢包影响下基于观测器状态重构的电动汽车横向系统输出反馈控制问题。为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们对Lyapunov函数进行构造,最终以线性矩阵不等式的形式给出了量化器、观测器和控制器的一步设计条件,并且利用CarSim和MATLAB/Simulink的联合仿真在不同数据丢包率下对电动汽车进行了单移线仿真实验,验证了算法的有效性。
1)研究理想网络通信下电动汽车横向系统的鲁棒控制问题。首先,我们用范数有界不确定参数以及随机不确定参数对轮胎侧偏刚度以及控制器和执行器进行补偿;其次,为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们构造了一个新的成本函数,使得所给出的性能分析条件更加简单;最后,为了设计所需的非脆弱控制器,我们采用两步法来解决不等式条件中的不确定耦合问题,最终以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱控制器的设计条件。
2)研究多路传感器测量误差、信号量化以及数据丢包影响下电动汽车横向系统的H∞滤波问题。首先,我们利用T-S模糊建模技术来解决电动汽车横向系统的总质量和转动惯量所存在的非线性挑战;其次,同时考虑了测量输出和性能输出都存在信号量化和数据丢包问题,从而获得了带有不确定参数的T-S模糊电动汽车横向滤波误差系统;最后,通过运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滤波器和两个动态量化器的一步设计条件,其能保证电动汽车横向滤波误差系统随机稳定并且满足H∞性能。
3)研究信号量化和数据丢包影响下基于观测器状态重构的电动汽车横向系统输出反馈控制问题。为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们对Lyapunov函数进行构造,最终以线性矩阵不等式的形式给出了量化器、观测器和控制器的一步设计条件,并且利用CarSim和MATLAB/Simulink的联合仿真在不同数据丢包率下对电动汽车进行了单移线仿真实验,验证了算法的有效性。