纵向控制算法全流程解析

📚 共计 30 章节

纵向控制概述

车辆纵向动力学模型 · 控制目标与性能指标 · 纵向与横向控制的区别

参考车速生成

基于路径规划的期望速度曲线 · 基于驾驶员模型的加速度规划 · 平滑处理与限幅

PID控制基础

比例、积分、微分环节的物理意义 · PID参数整定方法 (Ziegler-Nichols) · 数字PID实现

前馈+反馈控制架构

前馈控制的原理与作用 · 前馈量的计算 (基于逆动力学模型) · 前馈与反馈的融合策略

油门与制动切换逻辑

油门/制动死区处理 · 基于加速度需求的切换策略 · 切换过程中的平顺性优化

节气门控制

节气门特性曲线 · 节气门开度到扭矩的映射 · 基于MAP图的标定方法

执行器标定

制动系统模型 (液压/线控) · 制动压力到减速度的映射 · 制动响应延迟补偿

纵向动力学建模

车辆纵向受力分析 (滚动阻力、空气阻力、坡度阻力) · 加速度与力的关系 · 模型参数辨识

逆纵向动力学模型

从期望加速度到期望力的计算 · 从期望力到执行器指令的映射 · 模型误差补偿

逆模型补偿

加速度闭环控制

加速度传感器信号处理 · 加速度环PID设计 · 加速度环与前馈的结合

闭环传感器

速度闭环控制

速度环PID设计 · 速度环与加速度环的串级结构 · 串级控制的优势分析

位置闭环控制

位置环PID设计 · 位置-速度-加速度三环串级结构 · 三环控制的参数整定

自适应PID控制

增益调度PID · 基于模型参考的自适应控制 · 自整定PID算法

自适应整定

模型预测控制 (MPC) 基础

MPC基本原理 · 预测模型与滚动优化 · 约束处理

纵向MPC控制

纵向运动学模型预测 · 加速度与jerk约束 · MPC参数调优

滑模控制基础

滑模面设计 · 趋近律选择 · 抖振抑制方法

纵向滑模控制

基于滑模的速度跟踪 · 边界层法削弱抖振 · 滑模控制与前馈的结合

模糊控制基础

模糊集合与隶属度函数 · 模糊规则库 · 模糊推理与解模糊

纵向模糊PID控制

模糊规则自适应调整PID参数 · 模糊PID与经典PID对比 · 工程实现要点

模糊PID自适应

纵向控制中的时延处理

执行器时延 · 传感器时延 · 通信时延 · Smith预估器与状态观测器

纵向控制中的噪声处理

加速度信号滤波 (低通/卡尔曼) · 速度信号平滑 · 异常值剔除

滤波卡尔曼

坡度估计与补偿

基于纵向加速度的坡度估计 · 基于GPS/IMU的坡度融合 · 坡度前馈补偿

质量估计与补偿

基于动力学模型的质量在线估计 · 质量变化对控制的影响 · 质量自适应补偿

质量自适应

纵向控制中的安全策略

紧急制动策略 · 加速度/减速度限制 · 功能安全冗余设计

纵向控制与AEB融合

AEB触发逻辑 · AEB与常规纵向控制的优先级仲裁 · AEB退出后的平顺恢复

纵向控制与ACC融合

ACC目标选择 · ACC跟车模式与定速巡航模式切换 · ACC舒适性优化

纵向控制与能量管理

电动车再生制动与机械制动的协调 · 混动车辆的能量回收策略 · 经济性驾驶模式

纵向控制仿真环境搭建

Simulink/CarSim联合仿真 · 传感器与执行器模型 · 场景与工况设计

纵向控制实车测试

测试用例设计 (加速/减速/跟车/坡道) · 数据采集与回放 · 标定与调参流程

纵向控制算法评价体系

评价指标 (跟踪误差、舒适度、能耗、鲁棒性) · 测试场景覆盖度 · 算法对比方法论