3.4. УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ АВТОМОБИЛЯ
3.4.1. ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время благодаря быстрому развитию электроники в автомобилестроении часто можно увидеть автомобиль, имеющий управление двигателем на основе микрокомпьютера и электронного устройства управления карбюратором, управление поворотом четырех колес, управление четырьмя колесами при торможении, управление при движении с постоянной скоростью, а также оборудованный путевым компьютером, позволяющим производить расчет пробега и расхода топлива.
Устройства управления при движении с постоянной скоростью
устанавливались в США на легковые автомобили еще в 60-е годы. Метод управления в то время был почти полностью механическим. Впоследствии благодаря электронным методам управления появились и применяются до настоящего времени устройства управления при движении с постоянной скоростью, использующие пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД), адаптивное, нелинейное или оптимальное управление. Для этих методов управления необходимо, чтобы динамические характеристики были известны и не изменялись, а возмущающие факторы были незначительны. Однако динамические характеристики автомобиля меняются в зависимости от переключения передачи и нагрузки, другими словами, они различны при различных передачах, нагрузках и состояниях дороги. Кроме того, существенное влияние на них оказывает уклон дороги. Возникает необходимость в разработке правил оптимального управления при изменении динамических характеристик.
Особенностями нечеткого управления являются возможность представления техники и знаний о вождении, которыми обладает водитель, с помощью лингвистических правил управления (ЛПУ), что позволяет обойтись без количественной модели объекта управления. Поэтому в качестве устройства управления с функциями адаптации к изменениям динамических характеристик автомобиля разработан нечеткий контроллер (НК), который построен на основе качественных соотношений между степенью открытия карбюратора и скоростью автомобиля, т. е. правил и знаний управления. В НК выполняются нечеткие выводы, следуя правилам управления, и вычисляются задающая величина (степень открытия карбюратора), причем в качестве входной информации для НК используются отклонение скорости и конечные разности отклонения скорости первого и второго порядка.
Аппаратные средства НК, использующего нечеткий вывод на основе косвенных методов, построены на базе микрокомпьютера. Контроллер, установленный на автомобиле «Тоёпет Краун» с автоматической трансмиссией образца 1 70-го года, проходил дорожные испытания на скоростной городской магистрали (магистраль Китакюсю с ограничением по скорости 60 км/ч). Ниже описаны метод построения контроллера и результаты его испытаний, а также проведено сравнение с результатами, полученными при использовании ПИД-контроллера (ПИДК).
Для повышения робастности НК при управлении скоростью спроектирован НК с функцией обучения. Это означает, что параметры НК настраиваются в реальном времени или итеративно по результатам оценки в НК реакций на управляющие воздействия. Ниже описывается также метод проектирования с функцией обучения и с помощью моделирования исследуется его эффективность.
