汽車電子控制理論與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題

12/12一名詞解釋：線性系統(tǒng)能夠用線性數(shù)學(xué)模型（線性代數(shù)模型，微分模型，差分模型）描述的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為非線性微分方程，其特性不能應(yīng)用疊加原理。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)如果系統(tǒng)只根據(jù)輸入量和干擾量進(jìn)行控制，輸入端和輸出端之間不存在反饋回路，輸出量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制過(guò)程不產(chǎn)生任何影響，這樣的系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)輸入端和輸出端存在反饋回路，，輸出量對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生直接影響，這樣的系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)靈敏度系統(tǒng)傳遞函數(shù)的變化率與對(duì)象傳遞函數(shù)（或參數(shù)）的變化率之比。瞬態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)以時(shí)間為函數(shù)的響應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)受到輸入信號(hào)激勵(lì)（包括給定輸入R(s)擾動(dòng)輸入Td(s)和噪聲N(s)），打破原有平衡狀態(tài)向新的平衡狀態(tài)過(guò)渡的過(guò)程。7相角裕度8幅值裕度9.平衡態(tài)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的平衡態(tài)是使得狀態(tài)，并用表示。10相軌跡如果我們?nèi)和作為平面直角坐標(biāo)，則系統(tǒng)的每一時(shí)刻的（x,）均相應(yīng)于平面一點(diǎn)，當(dāng)t變化時(shí)，這一點(diǎn)在x-平面上將繪制出一條響應(yīng)的軌跡稱相軌跡。11相平面x-平面稱相平面。12參數(shù)辨識(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和建立的模型來(lái)確定一組參數(shù)值，使得由模型計(jì)算得到的數(shù)值結(jié)果能最好的擬合測(cè)試數(shù)據(jù)（曲線擬合問(wèn)題），從而可以為生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)，提供一定的理論指導(dǎo)。13極點(diǎn)配置通過(guò)某些手段和方法，使閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)達(dá)到期望的位置上。14狀態(tài)反饋系統(tǒng)的狀態(tài)變量通過(guò)比例環(huán)節(jié)傳送到輸入端去的反饋方式。15輸出反饋系統(tǒng)的輸出變量通過(guò)比例化解傳送到輸入端去的反饋方式。16狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)重構(gòu)的裝置。二．簡(jiǎn)述題：簡(jiǎn)述車輪抱死的危害及產(chǎn)生原因危害：車輪抱死，不僅制動(dòng)力減小，制動(dòng)強(qiáng)度降低，而且車輪側(cè)向附著力也大大降低。前輪抱死時(shí)，車輪喪失轉(zhuǎn)向能力，后輪抱死時(shí)容易引起車輛激轉(zhuǎn)甩尾。因此車輪抱死嚴(yán)重影響汽車制動(dòng)性和草種穩(wěn)定性。原因：制動(dòng)器對(duì)車輪產(chǎn)生的制動(dòng)力矩大于一定附著系數(shù)的路面能夠提供的最大制動(dòng)力矩時(shí)，車輪會(huì)抱死。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1，縮短制動(dòng)距離。2增加汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。3，改善輪胎的磨損狀況。4使用方便，工作可靠。3．簡(jiǎn)答電子控制自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)

1，駕駛省力。2提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系使用壽命。3起步加速平穩(wěn)，提高乘坐舒適性。4避免過(guò)載和發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。5能以很低車速穩(wěn)定行駛，提高在壞路上的通過(guò)性。6，明顯減少換擋次數(shù)，提高行駛安全性。7，升降檔根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線實(shí)現(xiàn)有效配置，提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。4.簡(jiǎn)述驅(qū)動(dòng)輪防滑轉(zhuǎn)的控制方法發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制。差速器所致控制。智能防滑控制系統(tǒng)。5．試分析目前部分轎車ABS系統(tǒng)采用了對(duì)兩前輪采用“獨(dú)立控制”，對(duì)兩后輪采用“低選控制”的三通道方式的好處對(duì)后輪采用低選原則經(jīng)行一同控制是時(shí)，可保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，即使兩后輪附著力相差很大，兩車輪的制動(dòng)力仍限制在附著力較小的水平，使兩后輪制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽車的方向穩(wěn)定性。對(duì)兩前輪采取獨(dú)立控制，主要考慮小轎車，特別是前驅(qū)車輛，前輪制動(dòng)力在總制動(dòng)力中所占比例很大，可充分利用兩前輪附著力。一方面時(shí)汽車獲得盡可能大總制動(dòng)力，縮短制動(dòng)距離。另一方面時(shí)制動(dòng)中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，保持汽車良好的轉(zhuǎn)向能力，保證車輛的穩(wěn)定性。6.簡(jiǎn)述反饋控制系統(tǒng)的特性1，降低被控對(duì)象G（s）參數(shù)變化靈敏性。2，使系統(tǒng)瞬時(shí)響應(yīng)易于調(diào)節(jié)。有效減小干擾的影響。有效的減少穩(wěn)態(tài)損失。5，對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行分析反饋的代價(jià)：明顯增加了元件數(shù)目和系統(tǒng)復(fù)雜性以及增益損失；可能帶來(lái)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。簡(jiǎn)述利用根軌跡法分析系統(tǒng)性能的基本步驟繪制系統(tǒng)根軌跡。依題意確定閉環(huán)極點(diǎn)位置。確定閉環(huán)極點(diǎn)。保留主導(dǎo)極點(diǎn)，利用零點(diǎn)極點(diǎn)法估算系統(tǒng)性能。簡(jiǎn)述線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有跟都具有負(fù)實(shí)部，即閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有極點(diǎn)均位于S平面的左半部分（不包括虛軸）。9.李雅普諾夫漸近穩(wěn)定性狀態(tài)方程所描述的系統(tǒng)在初始時(shí)刻的平衡態(tài)是李雅普諾夫意義下穩(wěn)定的，且系統(tǒng)狀態(tài)最終趨近于系統(tǒng)的平衡態(tài)，即,則稱平衡態(tài)是李雅普諾夫意義下漸進(jìn)穩(wěn)定的。10.李雅普諾夫意義下一致漸近穩(wěn)定若δ（ε，t0）與初始時(shí)刻t0無(wú)關(guān)，則稱平衡態(tài)xe是李雅普諾夫意義下漸進(jìn)穩(wěn)定。11用狀態(tài)反饋使閉環(huán)極點(diǎn)配置在任意位置上的充要條件受控對(duì)象能控。12簡(jiǎn)述PID控制器的特點(diǎn)1，原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。2，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。3，當(dāng)不完全了解系統(tǒng)和參數(shù)時(shí)，適合用PID控制。4實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制的基本要求：穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性。13簡(jiǎn)述系統(tǒng)辨識(shí)和參數(shù)辨識(shí)的區(qū)別和聯(lián)系14說(shuō)明電子控制自動(dòng)變速器的工作原理。通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)控制模塊接收來(lái)自汽車上的各種傳感器信號(hào)輸入，根據(jù)汽車的使用工況對(duì)這些信息處理來(lái)決定液力自動(dòng)變速器運(yùn)行工況。按照這些工況，來(lái)控制變速器的升檔和降檔及換擋感覺(jué)。15ESP電子控制系統(tǒng)一般由哪些部分組成的？簡(jiǎn)述每個(gè)部分的功用。ESP由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。傳感器：負(fù)責(zé)采集車身狀態(tài)數(shù)據(jù)。電子控制單元ECU:計(jì)算傳感器采集的數(shù)據(jù)，算出車身狀態(tài)，與存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)對(duì)比，將命令傳給執(zhí)行器，保證車身行駛狀態(tài)盡量滿足駕駛員意圖。執(zhí)行器：根據(jù)需要，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候想某車輪的制動(dòng)油管加壓。16電子控制制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD的主要功用是什么在汽車制動(dòng)的瞬間，高速計(jì)算出四個(gè)輪胎由于附著不同而各異的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整制動(dòng)裝置，使其按照設(shè)定的程序在運(yùn)動(dòng)中高速調(diào)整，達(dá)到制動(dòng)力與摩擦力(牽引力)的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全。17.汽車智能化技術(shù)概念智能汽車是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。18.典型智能汽車配置方案?jìng)鞲衅?、電子控制單元ECU和執(zhí)行器三計(jì)算題已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)試應(yīng)用奈氏判據(jù)判別閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。已知系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)試應(yīng)用奈氏判據(jù)判別K=0.5和K=2時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。根據(jù)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，p=1，K=0.5時(shí)：，K=2，K=0.5時(shí)，繞(-1,j0)點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)為0，Z=P-2N=1,閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。K=2時(shí)，繞(-1,j0)點(diǎn)反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)圈數(shù)為1/2，Z=P-2N=1-2(1/2)=0,閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。某裝置的動(dòng)力學(xué)特性用下列常微分方程組來(lái)描述:試確定系統(tǒng)在原點(diǎn)處的穩(wěn)定性。試確定用如下?tīng)顟B(tài)方程描述的系統(tǒng)的平衡態(tài)穩(wěn)定性構(gòu)造正定函數(shù)系統(tǒng)是穩(wěn)定的設(shè)受控對(duì)象傳遞函數(shù)為：試用狀態(tài)反饋使閉環(huán)極點(diǎn)配置在設(shè)受控對(duì)象傳遞函數(shù)為：研究狀態(tài)反饋使閉環(huán)極點(diǎn)配置在的可能性已知受控對(duì)象傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)觀測(cè)器，將極點(diǎn)配置在-10，-10。用2臺(tái)儀器對(duì)未知標(biāo)量各直接測(cè)量一次，量測(cè)量分別為和，儀器的測(cè)量誤差均值為0，方差分別為和的隨機(jī)量，求的最小二乘估計(jì)，并計(jì)算估計(jì)的均方誤差。設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:根據(jù)下表確定PID控制器的參數(shù).控制器類型控制器的控制參數(shù)KpKiKdPT/KL+1/3K00PI0.9T/KL+1/12K(9T+20L)/L(30T+3L)0PID4T/3KL+1/4K(13T+8L)/L(32T+6L)4TL/(11T+2L)四論述題:1.如果一單行星排如圖所示，其是否可以要實(shí)現(xiàn)倒擋？請(qǐng)說(shuō)明原因？可以實(shí)現(xiàn)倒擋，行星架固定，太陽(yáng)輪輸入，內(nèi)圈輸出此時(shí)可實(shí)現(xiàn)倒擋。2.什么是ABS“低選控制”(SL)？“高選控制”(SH)？為什么小轎車普遍采用三通道ABS，即對(duì)前兩輪采用“獨(dú)立控制”，對(duì)后兩輪采用“低選控制（SL）”？低選控制：以易抱死的車輪（附著力較小的車輪）不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的控制方式。高選原則：兩車輪制動(dòng)壓力同時(shí)控制是以不易抱死的車輪（附著力較大的車輪）不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的控制方式。對(duì)后輪采用低選原則經(jīng)行一同控制是時(shí)，可保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，即使兩后輪附著力相差很大，兩車輪的制動(dòng)力仍限制在附著力較小的水平，使兩后輪制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽車的方向穩(wěn)定性。對(duì)兩前輪采取獨(dú)立控制，主要考慮小轎車，特別是前驅(qū)車輛，前輪制動(dòng)力在總制動(dòng)力中所占比例很大，可充分利用兩前輪附著力。一方面時(shí)汽車獲得盡可能大總制動(dòng)力，縮短制動(dòng)距離。另一方面時(shí)制動(dòng)中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，保持汽車良好的轉(zhuǎn)向能力，保證車輛的穩(wěn)定性。3..描述圖中ABS控制系統(tǒng)1-9各部分名稱，簡(jiǎn)述ABS調(diào)壓方式的工作過(guò)程？1,常開(kāi)閥2,液壓泵3,吸入閥4,低壓儲(chǔ)能器5,總泵6,制動(dòng)踏板（助力器）7,常閉閥8,壓力閥9，車輪制動(dòng)器常規(guī)制動(dòng)階段：常開(kāi)閥斷電，常閉閥斷電來(lái)自制動(dòng)總泵的制動(dòng)液進(jìn)入制動(dòng)輪缸，此時(shí)ABS不工作。保壓階段：當(dāng)車輪區(qū)域抱死時(shí)，常開(kāi)閥通電，常閉閥斷電，通往制動(dòng)輪缸的通道被切斷，輪缸內(nèi)的油壓保持不變。減壓階段，齙牙后，若車輪仍處于抱死時(shí)，常開(kāi)閥通電，常閉閥通電，制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)液進(jìn)入儲(chǔ)能器，并由液壓泵泵回到制動(dòng)總泵。減壓后，車輪轉(zhuǎn)速上升若太快，再次進(jìn)入升壓階段，進(jìn)入新循環(huán)，重復(fù)上述過(guò)程，直至停車。4.（a）下圖的變速器屬于哪種復(fù)合式行星齒輪結(jié)構(gòu)，它能提供幾個(gè)檔？（b）最前排行星齒輪起何作用？（c）其中F0有何作用？（d）試寫(xiě)出OD位2檔和倒檔傳動(dòng)路徑；（e）并用行星齒輪基本方程分別推出兩個(gè)檔的傳動(dòng)比。檔位換檔執(zhí)行元件OD-2〇〇〇〇〇R〇〇〇〇1，A340E型自動(dòng)變速器三行星排四速辛普森行星齒輪變速系統(tǒng)?？論?，1—3檔，超速檔，倒車檔。產(chǎn)生超速檔。3，協(xié)助傳遞動(dòng)力，協(xié)助三擋與四擋間的換擋。4，變速器處于2檔時(shí)，超速排直接傳動(dòng)，對(duì)于后兩排，動(dòng)力仍由離合器從前排齒圈輸入，由于制動(dòng)器的作用將前后太陽(yáng)輪固定，后排行星齒輪機(jī)構(gòu)自由空轉(zhuǎn)，這時(shí)的傳動(dòng)由前行星排單獨(dú)完成。此時(shí)，動(dòng)力經(jīng)前齒圈和前行星輪由前行星架輸出，當(dāng)前齒圈在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于固定了前太陽(yáng)輪，前行星輪順時(shí)針自轉(zhuǎn)，同時(shí)繞太陽(yáng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)變速器處于倒檔時(shí)，動(dòng)力經(jīng)離合器由前后太陽(yáng)輪輸入，制動(dòng)器的作用使后排行星架固定，動(dòng)力直接經(jīng)過(guò)后行星排由齒圈輸出。當(dāng)前后太陽(yáng)輪組件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于后行星架固定，后行星輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)后齒圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而獲得反向旋轉(zhuǎn)的輸出。5，2檔傳動(dòng)比：=(1+)/（2分）R檔傳動(dòng)比：5.底盤(pán)集成控制研究意義可以有效消除動(dòng)力學(xué)子系統(tǒng)之間的干涉和耦合減少傳感器和控制器的數(shù)碼，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮各個(gè)子系統(tǒng)的工作優(yōu)勢(shì)提高操縱穩(wěn)定性和主動(dòng)安全性等綜合性能6.典型底盤(pán)集成控制控制構(gòu)架分散式控制底層控制系統(tǒng)保持獨(dú)立，高層控制器將底層控制器的控制指令截?cái)嗖⑿薷目刂浦噶睿缓蟀l(fā)給執(zhí)行器去執(zhí)行，以此控制汽車的運(yùn)動(dòng)?；诟邔哟伪O(jiān)督的協(xié)調(diào)控制傳感器和觀測(cè)器將采集的車輛信息傳遞給高層監(jiān)督器，然后由高層監(jiān)督器發(fā)出控制指令給各個(gè)子系統(tǒng)的控制器，子系統(tǒng)的控制器分別控制自己