隨著汽車技術和電子技術的迅速發(fā)展，現(xiàn)代汽車為提高汽車動力性、經(jīng)濟性、安全性、舒適性，以及減少尾氣排放污染而廣泛采用了汽車控制技術.汽車性控制系統(tǒng)，包括汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)(ASR)、汽車電子穩(wěn)定程序(ESP)、電子感應制動控制系統(tǒng)(SBC)、電子制動力分配(EBD)、輔助制動系統(tǒng)(BAS)、安全氣囊(SRS)和汽車雷達防碰撞系統(tǒng);汽車變速系統(tǒng)的電子控制，包括電控自動變速器(EAT)和無級變速器(CVT);電控自動空調(diào)(A/C);巡航控制系統(tǒng)(CCS);電子控制懸架(ECS);電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS);中央門鎖與防盜報警系統(tǒng);車載網(wǎng)絡技術;其他電子控制裝置，包括汽車電子儀表、汽車導航系統(tǒng)、汽車音響系統(tǒng)、汽車行駛記錄儀和輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的組成、控制原理，以及汽車電控系統(tǒng)的故障診斷與檢修等內(nèi)容。

下面我們來詳細介紹一下汽車控制技術中的汽車自動控制技術。

為了使汽車控制系統(tǒng)達到車速控制的要求，在單片機實時控制系統(tǒng)總體方案確定后，控制方案的選擇非常關鍵，目前用于汽車巡航控制的控制方案主要有PID控制、模糊控制、迭代學習控制、自適應控制等，它們都有各自的特點。

1.PID控制

PID控制，即比例一積分一微分控制，根據(jù)實際車速與設定車速的偏差，實現(xiàn)汽車不變參數(shù)的巡航控制。

在汽車行駛過程中，駕駛員設定一個車速給汽車控制系統(tǒng)，同時車速傳感器測得的實際車速也輸入控制器，產(chǎn)生實際車速和設定車速的偏差(設為△v)，控制器的比例部分根據(jù)偏差的大小輸出相應的控制量，以控制節(jié)氣門的開度，使車速迅速趨近設定車速?？紤]到偏差一直存在，控制器的積分部分就把偏差積累起來加大控制量，以消滅偏差，使車速保持恒定，而微分部分則起預估作用。當△v>0時，表示偏差在加大，就及時增加控制量，使△v減小;當△v<0 時，表示偏差在減小，則減小控制量，以避免△v趨近于零時，又向反方向發(fā)展而引起振蕩。

PID控制具有結構簡單、參數(shù)整定方便的優(yōu)點，在許多場合下都能獲得令人滿意的控制效果。但是由于被控對象的特性比較復雜，具有非線性或時變的過程，應用常規(guī)PID控制，若參數(shù)調(diào)整不當，會使系統(tǒng)不停地振蕩，控制效果不甚理想。有關PID的算法將在后續(xù)章節(jié)中詳細介紹。

2.模糊控制

模糊控制是一種模仿人工控制活動中人腦的控制策略，運用模糊數(shù)學把人工控制策略用計算機實現(xiàn)，它是近幾年發(fā)展起來的一種新型的汽車控制技術。司機對汽車的控制，從本質(zhì)上來說是一個模糊控制的過程。駕駛員駕駛汽車時，根據(jù)目標車速與實際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗，決定加速踏板的變化量，從而使汽車趨近于目標車速。模仿這一過程的模糊控制原理框圖如圖2所示。用于汽車巡航控制的模糊控制器的輸入量一般可選擇設定車速與實際車速的偏差以及偏差的變化率。

模糊控制不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學模型，因而對系統(tǒng)的參數(shù)變化不敏感，其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定是一項費力的工作，而且系統(tǒng)一旦確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定而不能隨外界和車輛參數(shù)變化進行調(diào)整。

3.迭代學習控制

因為汽車巡航行駛中存在著嚴重的非線性和不確定性，特別是巡航控制參數(shù)在不同車速下其值是不確定的，并且運動載體對控制的實時性要求較高，所以有人將迭代學習算法應用到了汽車控制系統(tǒng)中。基于迭代學習技術的汽車巡航控制原理如圖3所示。利用實際車速與設定車速的偏差，通過多次的迭代計算得出一個修正量，進一步修正控制器輸出的控制量，從而使實際車速更趨近于設定車速。

迭代學習控制可以對參數(shù)是未知的但是變化的或不變的系統(tǒng)實施有效控制。相對于其他控制技術，迭代學習控制的適應性更廣，實時性更強。但其算法復雜，計算機編程困難。

4.自適應控制

由于汽車自動控制系統(tǒng)是一個本質(zhì)非線性系統(tǒng)，并且汽車在行駛過程中受到路面坡度、空氣阻力等外界干擾，因而基于時不變系統(tǒng)得到的控制方法就難以在各種工況下取得良好的效果，解決的辦法是加入自適應環(huán)節(jié)，其控制方法能隨各種因素的變化而實時地加以調(diào)整，以適應復雜多變的行駛工況。

自適應控制是針對具有一定不確定性的系統(tǒng)而設計的。自適應控制方法可以自動監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)變化，從而時刻保持系統(tǒng)的性能指標為最優(yōu)。目前用于汽車巡航控制的自適應控制主要為模型參考自適應控制。基于自適應控制的汽車巡航控制原理如圖4所示。設定車速同時加到控制器和參考模型上，由于參考模型的理想車速和實際車速不一致，產(chǎn)生偏差，自適應機構檢測到這一偏差后，經(jīng)過一定的運算產(chǎn)生適當?shù)恼{(diào)整信號改變控制器參數(shù)，從而使實際車速迅速趨近于理想車速，當偏差趨于零時，自適應調(diào)整過程就停止，控制參數(shù)也就調(diào)整完畢。當汽車在行駛過程中遇到上下坡或是由于風力而使車速發(fā)生變化時，系統(tǒng)也如上述過程一樣，對控制器參數(shù)進行調(diào)整。

鑒于自適應控制的上述特點，自適應控制非常適合像汽車這樣的一類非線性系統(tǒng)的控制。在控制過程中，系統(tǒng)能夠自動調(diào)整控制參數(shù)，使得控制效果更好。