汽车电子控制

9/9一名词解释：1.线性系统：能够用线性数学模型(线性的代数方程、微分方程、差分方程等)描述的系统称为线性系统,这类系统的基本特性,即输出响应特性、状态响应特性、状态转移特性等均满足线性关系。2.非线性系统：不满足叠加原理的系统，就是非线性系统3.开环控制系统：如果系统只是根据输入量和干扰量进行控制，而输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量在整个控制过程中对系统的控制不产生任何影响，这样的系统成为开环系统。4.闭环控制系统：如果系统的输出端和输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生直接影响，这种系统称为闭环。5.系统灵敏度：系统灵敏度定义为系统传递函数的变化率与被控对象传递函数（或参数）变化率之比。6.瞬态响应：系统以时间为函数的响应，当系统受到输入信号激励(包括给定输入R(s),扰动输入Td(s)和噪声N(s))，打破原有平衡状态向新的平衡状态的过渡的过程。7相角裕度；稳定系统在截止频率wc处若相角再迟后一个角度，则系统处于临界状态，若相角迟后大于r，系统处于不稳定状态。，8幅值裕度：稳定系统的开环增益再增大h倍，则w=wg处的幅值A(wg)等于1，曲线正好通过（-1，j0）点，系统处于临界状态；若开环增益增大h倍以上，系统将变成不稳定。。9.平衡态：平衡态即指状态空间中状态变量的导数向量为零向量的点(状态)。由于导数表示状态的运动变化方向,因此平衡态即指能够保持平衡、维持现状不运动的状态.10相轨迹：取和作为平面的直角坐标，则系统的每一时刻的（x,）均相应于平面上的一点。当t变化时，这一点在平面上将绘出一条相应的轨迹相轨迹11相平面：取和作为平面的直角坐标，平面称为相平面。12参数辨识：是根据实验数据和建立的模型来确定一组参数值，使得由模型计算得到的数值结果能最好的拟合测试数据（曲线拟合问题），从而可以为生产过程进行预测，提供一定的理论指导。13极点配置：通过选择反馈增益矩阵，将闭环系统的极点恰好配置在根平面上所期望的位置，以获得所希望的动态性能。14状态反馈：将系统的每一个状态变量乘以相应的反馈系数，然后反馈到输入端与参考输入形成控制率，作为受控系统的控制输入。15输出反馈：采用输出矢量y构成线性反馈率16状态观测器：利用输出变量和输入变量的实测值实现中间状态变量估计的一类状态估计器二．简述题：1．简述车轮抱死的危害及产生原因答：当车轮抱死时，横向附着系数接近于零，汽车将失去行驶稳定性和转向控制能力：如果前轮抱死，由于维持前轮转弯运动能力的横向附着力丧失，汽车只能沿直线向前行驶，失去转向控制能力。因此，汽车可能冲入其他车道与迎面车辆相撞或冲出路面与障碍物相撞而发生恶性交通事故。如果后轮抱死，汽车的制动稳定性就会变差，抵抗横向外力的能力很弱，后轮稍有外力作用就会发生侧滑（甩尾），甚至出现掉头等危险现象。车轮抱死产生的原因：2．防抱死制动系统的优点

缩短制动距离可通过调节车轮制动压力保证制动过程中的最佳滑移率增加了汽车制动时的稳定性防止车轮锁死改善了轮胎的磨损状况使用方便，工作可靠3．简答电子控制自动变速器的优点

答：

（1）驾驶操纵简单轻便。由于自动变速器取消了离合器，无需频繁换挡，从而大大降低了劳动强度，提高了操纵方便性和行驶安全性。（2）提高整车性能。由于是液力传动，可以防止传动系统过载损坏、延长发动机和传动系统零部件的使用寿命；有利于提高发动机的动力性。（3）高速、节约燃油和减少污染。装备自动变速器的汽车一般都设有“经济型”和“动力型”行驶模式供选择使用。4．简述驱动轮防滑转的控制方法

1.发动机转矩控制合理控制发动机的转矩，可使汽车通过路面获得最大驱动力。2.驱动轮制动控制附着系数分离路面是指两侧车轮附着系数相差较大的路面。当汽车在这样的路面上行驶时，低μ一侧的车轮极易发生过度滑转而导致纵向附着力迅速降低，由于轮间差速器的作用，另一侧车轮也只能获得与低μ侧车轮大至相等的纵向附着力。此时，通过对打滑车轮独立地施加制动，可以使两侧车轮同时获得最大的附着力，从而大大提高车辆的牵引性能。3.差速器锁止控制当一边的驱动轮出现滑转或两边的驱动车轮有不同程度的滑转时，控制器输出控制信号，通过液压控制装置调节差速器的锁止程度，以提高汽车的驱动力和行驶稳定性。这种电子控制的速差器可以再不锁止到完全锁止的范围内通过对锁止离合器施加不同的液压来进行控制。4.智能防滑控制系统智能制动控制系统把助力、防抱制动、牵引力控制以及踏板力感控制等功能综合到一个组件中，只需要一个控制单元，且带有冗余电气或液压备用系统。无论车辆负荷和刹车片磨损处于什么状况，这种设计都能保证均衡的制动效果。5．试分析目前部分轿车ABS系统采用了对两前轮采用“独立控制”，对两后轮采用“低选控制”的三通道方式的好处答：对两后轮采用“低选控制”可以保证汽车在各种条件下制动时，左、右两个后轮的制动力相等，从而保证汽车具有良好的制动稳定性;

对两前轮进行“独立控制”，主要是考虑到小轿车(特别是前轮驱动轿车)前轮的制动力占总制动力比例较大(可达70%左右)，可以充分利用两前轮的附着力，一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，有利于缩短制动距离；另一方面可使两前轮在制动过程中始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好的转向控制能力。6.简述反馈控制系统的特性答：优点：反馈控制系统可以有效减小干扰的影响；可以有效降低参数变化灵敏性；反馈控制系统对瞬态响应的控制，可以大大缩短响应时间；能有效地减少稳态误差。缺点：明显地增加了元件的数目和系统的复杂性；带来了增益损失；可能带来系统不稳定性。7.简述利用根轨迹法分析系统性能的基本步骤绘制系统根轨迹；依题意确定闭环极点位置；确定闭环零点；保留主导极点，利用零点极点法估算系统性能。8.简述线性定常系统稳定的充分必要条件闭环系统特征方程的所有根都具有负实部，即闭环传递函数的所有极点均位于位S平面的左半部分（不包括虚轴）。9.李雅普诺夫渐近稳定性状态方程x’=f(x,t)所描述的系统在初始时刻t0的平衡态xe是李雅谱诺夫意义下稳定的，且系统状态最终趋近于系统的平衡态xe，即则称平衡态xe是李雅谱诺夫意义下渐近稳定的。10.李雅普诺夫意义下一致渐近稳定答：若实数δ(ε,t0)与初始时刻t0无关,则称稳定的平衡态xe是李雅普诺夫意义下一致稳定的。11用状态反馈使闭环极点配置在任意位置上的充要条件答：系统可控（证明略）12简述PID控制器的特点答：具有原理简单、结构灵活、适应性强等特点，实现数字控制很容易,能够提供一系列令人满意的过程，它在工业中已成为标准控制器。以下情况应用PID控制器较为方便：当被控对象的结构和参数不能完全掌握时，得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，或系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定时。13简述系统辨识和参数辨识的区别和联系区别：系统辨识—为了获得系统模型，需用各种输入信号来测试被辨识系统，并观测被辨识系统的输出响应，然后采用辨识技术来处理输入—输出数据，获得模型。参数辨识本质─利用统计分析方法，确定一个特定的数学模型，能与具有噪声的观测数据相拟合。联系：实际上，绝大多数工程系统及工业过程都属于灰箱。在一般情况下，对系统结构有若干了解，利用辨识方法可以导出系统动力学的特定数学模型。此时，往往只要解决系统模型方程中的一组参数确定即可，从而使模型化的系统辨识简化为参数辨识（或称参数估计）。由于大多数的系统辨识问题总可以阐述为或简化为参数辨识问题，因而参数辨识或称参数估计是系统辨识技术研究中的一个最重要的方面。三计算题已知系统开环传递函数试应用奈氏判据判别闭环系统稳定性。（奈氏判据：已知开环系统特征方程式在s右半平面根的个数为P，开环奈氏曲线（:0）包围(1，j0)点的圈数为R，则闭环系统特征方程式在s右半平面根的个数为Z，且有Z=PR若Z=0，闭环系统是稳定的。若Z0，闭环系统是不稳定的。或当开环系统稳定时，开环奈氏曲线不包围(1，j0)点时，则闭环系统是稳定的。当开环系统不稳定时，开环奈氏曲线包围(1，j0)点P圈时，闭环系统是稳定的。）已知系统开环传递函数试应用奈氏判据判别K=0.5和K=2时的闭环系统稳定性。根据开环传递函数，开环系统特征方程式在s右半平面根的个数p=1，K=0.5时：，K=2时，•K=0.5时，绕(-1,j0)点转过的圈数为0，Z=P-2N=1,闭环系统不稳定。•K=2时，绕(-1,j0)点反时针转过圈数为1/2，Z=P-2N=1-2(1/2)=0,闭环系统稳定。某装置的动力学特性用下列常微分方程组来描述:试确定系统在原点处的稳定性。试确定用如下状态方程描述的系统的平衡态稳定性（定理4-4：李雅普诺夫第二法渐进稳定性定理）设受控对象传递函数为：试用状态反馈使闭环极点配置在设受控对象传递函数为：研究状态反馈使闭环极点配置在的可能性已知受控对象传递函数设计观测器，将极点配置在-10，-10。用2台仪器对未知标量各直接测量一次，量测量分别为和，仪器的测量误差均值为0，方差分别为和的随机量，求的最小二乘估计，并计算估计的均方误差。设系统的传递函数为:根据下表确定PID控制器的参数.（Cohen-Coon整定法：用实验得到控制对象的单位阶跃响应曲线，过曲线的拐点作一条切线从曲线上得到三个参