使用基于模型的設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)側(cè)翻穩(wěn)定性控制系統(tǒng)

　　優(yōu)化算法使用與各邊界之間的有符號(hào)距離來(lái)更新控制器參數(shù)。在構(gòu)造優(yōu)化問(wèn)題時(shí)，優(yōu)化算法所采用的方式獨(dú)立于計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)值解法?？梢允褂没谔荻然蚍腔谔荻鹊姆椒?，例如遺傳算法。在本例中，給定控制器的切換特性和后續(xù)的非平滑行為，基于梯度的解法很難得出全局解決方案。因而使用了模式搜索算法。在實(shí)踐中，我們建議在多種類型的優(yōu)化方法之間切換，以確保優(yōu)化算法能夠找到全局極值，并排除收斂到成本函數(shù)局部最小值的情況。
控制器驗(yàn)證與性能驗(yàn)證
　　
　　

　　圖 3：在以 50 英里/小時(shí)的時(shí)速下執(zhí)行 fishhook 操控實(shí)驗(yàn)時(shí)，配有 ESC 和未配有 ESC 的 SUV 的可視化行為演示。藍(lán)色的 SUV 配備了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的 ESC，紅色 SUV 未配備 ESC。

　　圖 3 以形象的方式展示了優(yōu)化后的 ESC 避免車輛側(cè)翻的性能。紅色的汽車未配備控制器，發(fā)生了側(cè)翻；而藍(lán)色汽車配備了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的控制器。通過(guò)這樣的仿真，我們就能論證可避免 SUV 側(cè)翻的控制器設(shè)計(jì)，從而極大地減少了道路調(diào)優(yōu)的次數(shù)，避免完全依賴實(shí)際車輛測(cè)試。

后續(xù)步驟和結(jié)束語(yǔ)

　　在設(shè)計(jì)工作中，后續(xù)步驟通常涉及將控制算法從 Simulink 模型轉(zhuǎn)為在底盤(pán)控制器上實(shí)現(xiàn)的代碼。要在車輛投產(chǎn)之前執(zhí)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，可利用集成化快速原型設(shè)計(jì)和半實(shí)物（HIL）仿真工具，通過(guò)配有測(cè)量?jī)x表的原型汽車進(jìn)行代碼的道路測(cè)試?？梢允褂蒙a(chǎn)代碼生成工具來(lái)實(shí)現(xiàn)算法，獲得在原型汽車上實(shí)現(xiàn)的代碼，這種方法能夠最小化轉(zhuǎn)化過(guò)程中的錯(cuò)誤，并進(jìn)一步加速車輛開(kāi)發(fā)過(guò)程。此外，使用此模型，工程師還可在不同的車輛配置下測(cè)試控制器，支持快速修改，最大化控制器設(shè)計(jì)在多種車輛程序中的重用。

　　本文強(qiáng)調(diào)了基于模型的設(shè)計(jì)在開(kāi)發(fā)解決側(cè)翻問(wèn)題的 ESC 算法中的應(yīng)用，此外還展示了一種根據(jù)設(shè)計(jì)需求自動(dòng)調(diào)優(yōu) ESC 的方法。