基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究(14)

基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究

国内也开始了对电子式巡航控制装置的研究。例如，北京理工大学应用PID控制对汽车巡航控制进行了细致的研究，结果表明，由于车速变化的非线性，此种控制方法难以满足不同车速时的控制要求。由清华大学王俊敏等人研制的汽车数字式巡航控制系统，采用了变参数的比例一积分(PI)控制算法，可根据系统识别的汽车行驶状况和目标车速与实际车速之间的偏差大小，通过查表来调整控制参数。这一控制方法的缺点是：每一组特定的PID参数都是对应于某一段范围内的特征车速，因此对于不断变化的车速来说，其控制特性仍然不很理想。

国内也有人将模糊控制算法应用于巡航控制系统，其前提是认为司机对汽车的控制，从本质上来说是一个模糊控制的过程。驾驶员驾驶汽车时，根据目标车速与实际车速之间的偏差及路面情况，利用自己的经验，决定加速踏板的变动量，从而使汽车车速趋近于目标车速。模仿这一过程的模糊控制原理图，用于汽车巡航控制的模糊控制器的输入量一般可选择设定车速和实际车速的偏差以及偏差的变化率。

模糊控制不依赖系统的精确数学模型，因而对系统的参数变化不太敏感，具有很强的鲁棒性。其不足之处是模糊控制规则的获取和模糊隶属函数形状的确定是一项费力的工作。且系统一旦确定，其规则和隶属函数就确定了，不能随外界和车辆参数变化进行调整。在新的控制理论的支持下，模糊控制受到了人们普遍的重视，发展迅速。这样的控制系统避免了那种精密、反复、有错误倾向的模型建造过程，又避免了精密地估计模型方程中各参数的过程。

3.2 模糊控制的特点

(1)模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。

(2)由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控制对那些数学模型难以获取，动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。

(3)基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同，容易导致较大差异；但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。