一、 名词解释
1状态变量:能够完全描述动态系统时域行为的所含变量个数最少的变量组称为系统的状态变量。
2闭环控制:指作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端,并对输入端施加控制影响的一种控制关系。
3系统辨识:对系统进行分析的主要问题是根据输入时间函数和系统的特性来确定输出信号。对系统进行控制的主要问题是根据系统的特性设计控制输入,使输出满足预先规定的要求。
4智能控制:智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律,研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。
5自适应控制:不论外界发生巨大变化或系统产生不确定性,控制系统能自行调整参数或产生控制作用,使系统仍能按某一性能指标运行在最佳状态的一种控制方法。
6传递函数:在线性定常系统中,当初始条件为零时,系统的响应(或输出)与激励(或输入)的拉普拉斯变换之比。
二、 简答题
1汽车电子控制系统的基本组成以及各个部分的作用,并绘出简单结构框图
基本组成:传感器、电子控制单元(ECU)和执行器
传感器主要就是采集信号,然后由ECU(汽车电脑)负责收集信号,并且做出判断,根据信号做岀选择。
电子控制单元(ECU)的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令,向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。
执行器是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。执行器也是控制系统正向通路中直接改变操纵变量的仪表,由执行机构和调节机构组成。
2简述ESP的工作原理,有哪些主要部件组成,并预测在汽车上按装这种控制装置的未来发展趋势。汽车技术
工作原理:在汽车行驶过程中,转角传感器感知驾驶者转弯方向和角度,车速传感器感知车速、油门开度和转速力矩,刹车传感器感知刹车力,而摆角传感器则感知车子的倾斜度和侧倾速度。ECU了解这些信息之后,通过计算后判断汽车要正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距,然后,由ECU发出指令,调整发动机的转速和车轮上的刹车力,从而修正汽车的过度转向或转向不足,以避免汽车打滑、转向过度、转向不足和抱死,从而保证汽车的行驶安全。从严格的角度来讲,ESP系统实际上包括ABS和TCS(牵引力控制系统)两大系统的功能,但又不是两者简单的叠加。它们之间的差别主要是ABS和TCS只能被动的作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。
ESP系统由中央控制单元(ECU)及转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和执行器组成。
3模糊控制具有哪些传统控制无法与之比拟的的优点,以汽车空调为例,说明该控制方法用在空调控制上的好处。
模糊控制是近代控制理论中建立在模糊集合轮上基础上的一种基于语言规则与模糊推理的控制理论,它是智能控制的一个重要分支。
与传统控制理论相比,模糊控制有两大不可比拟的优点:第一,模糊控制在许多应用中可以有效且便捷的实现人的控制策略和经验,这一优点自从模糊控制诞生以来就一直受到人们密切的关注;第二,模糊控制不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制,这是因为被控对象的动态特性已隐含在模糊控制器输入、输出模糊集及模糊规则中。
建立模糊控制规则的基本思想:当误差大或较大时,选择控制量以尽快消除误差为主,而当误差较小时,选择控制量要注意防止超调,以系统的稳定性为主要出发点。以误差为负大时,误差变化为负大为例,这时误差有增大的趋势,为尽快消除已有的负大误差并抑制误差变大,所以控制量取负大,即使风门开度达到最小,减少通过加热器的风量。
三、 简单介绍最新的汽车电子与控制技术与应用成果。
近年来,随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用,汽车电子控制技术得到了迅猛的发展,尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大突破。汽车电子控制技
术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。自动化控制技术在新能源汽车中发挥着极其重要的作用,随着汽车的智能化程度越来越高,汽车电子控制技术应用在汽车的各个领域,包括动力牵引系统控制,车辆行驶姿态控制,车身控制和信息传送。新能源汽车中汽车电子控制技术主要体现在动力牵引系统控制,车辆行驶姿态控制,车身控制和信息传送上,分类上与传统车有相同之处,但是在具体的实现方式方法上有所不同,因为新能源汽车同时具有强电和弱电系统,弱电系统的电压等级也有从12V向42V发展的趋势。新能源汽车中的动力牵引系统控制主要指:整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池控制系统;车辆行驶姿态控制主要体现在强混合动力电动汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车中的专有的制动能量回收系统;车身控制和信息传送方面由于新能源汽车具有强电控制,具体的应用方面也是不一样的。
四、 对于图中的主动悬架,写出它的运动微分方程,状态方程和二次型性能指标。并讨论主动悬架比被动悬架好的原因。
运动微分方程,状态方程和二次型性能指标没教过,不会做啊!!!
为了使被动悬架取得较为满意的性能,必须使悬架的固有振动频率和车身高度均保持不变。
要求悬架的刚度特性必须是无级可调的,但是装有身高度调节装置的空气悬架或油气悬架结构较为复杂,成本也较高。此外还要求驾驶员必须随时根据车载质量调节车身的高度与弹簧的刚度。具有理想弹性特性曲线在被动悬架上实现是困难的,这是被动悬架存在的本质问题之一。另外由于汽车的载荷经常变化,驾驶员既不能随时地去调节悬架的高度,也不能根据当前的工况去准确地调定阻尼比,这就是被动悬架不能实现理想传递特性的本质问题之二。
从对被动悬架的分析可知,如果悬架的刚度和阻尼系数能根据装载质量实现自动调节,就能使悬架取得较好的隔振缓冲效果。于是在被动悬架中增加自动调节装置,使之能够根据汽车载荷和路面的不平度对悬架的阻尼进行自动调节,或对阻尼一与刚度两者同时进行调节,这就要求在汽车上采用主动悬架。
主动悬架能同时调节阻尼和刚度系数。调节悬架的刚度涉及能量的释放,故这种调节方式必需由外部提供能量口主动悬架实际是主动力发生器,可根据汽车的质量和地面的冲击载荷,自动产生相应的力与其平衡,保证汽车在各种路面条件下都具有较好的平顺性,最终效果相当于在不同工况下都能自动调节悬架的刚度与阻尼系数到最佳值的调节装置。
采用主动悬架后,汽车对侧倾、俯仰、横摆、跳动和车身高度的控制都能更加迅速、精确,
汽车高速行驶和转弯的稳定性提高,车身侧倾小,车轮外倾角度变化也小,轮胎能较好地保待与地面垂直接触,以充分发挥轮胎的驱动、制动等作用。制动时车体前俯小,启动和急加速时可减小后仰。即使在坏路面上,汽车的跳动也较少,轮胎对地面附着力提高,而且无沦汽车的载质量如何变化,始终都能保持一定的车身高度,确保悬架的儿何关系不变。