汽车电子控制系统仿真与设计-ch1仿真设计研究方法绪论

ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]1Chapter1HuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]nandDesign1汽车电子控制系统仿真与设计同济大学汽车学院陈慧、张新丰[e-mail],SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]2？？？学什么？有何用？如何学？1）掌握数字仿真的基本概念、原理及方法2）熟练运用Matlab/Simulik系统仿真软件工具3）掌握控制系统仿真分析与设计的基本方法4）了解汽车电子控制系统的开发过程可用于，a）汽车电子控制系统开发设计；b）本科毕业设计；c）研究生阶段的学习研究等运用Matlab/Simulik进行控制系统仿真设计案例介绍ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]2Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]3无人驾驶车辆控制系统设计案例(SSCFinalVideo-Tongji.avi4:06)体系结构Architecture环境感知Perception全局路径规划Navigation局部路径规划PathPlanning底盘控制ChassisControlLidarGPSRadarUltrasonicChapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]4见MathWorks网DemosandWebinars()SISODesignToolDCmotorcontroldemo4:48其它控制系统设计案例8:14ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]3Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]5？？？学什么？有何用？如何学？1）掌握数字仿真的基本概念、原理及方法2）熟练运用Matlab/Simulik系统仿真软件工具3）掌握控制系统仿真分析与设计的基本方法4）了解汽车电子控制系统的开发过程可用于，a）汽车电子控制系统开发设计；b）本科毕业设计；c）研究生阶段的学习研究等运用Matlab/Simulik进行控制系统仿真设计案例介绍Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]汽车电子控制系统仿真与设计课程的定位控制器(ECU)执行器参数测量（传感器)操作命令被控制量控制对象•汽车构造•汽车理论•发动机原理•车用传感器原理及应用•机械原理•电工学/电子学•液力传动基础•电工学/电子学•计算机硬件技术•汽车网络技术•嵌入式系统技术•汽车电子学•汽车电子控制系统仿真与设计•信号与系统•自动控制理论本科生课程设置6ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]4Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]7课程教学大纲先期课程：《高等数学》，《机械原理》，《电工》，《电子技术》，《自动控制原理》教材：1.陈慧，张新丰《汽车电子控制系统仿真与设计(讲义)》,同济大学,2011年2.课件3.电脑+Matlab/SimulinkR2010borR2007a参考书：[1]张晓华,《系统建模与仿真》，清华大学出版,2006年[2]LearningMatlab,MathWorks[3]UsingMatlab，MathWorks[4]UsingSimulink，MathWorks[5]ControlSystemToolbox－GettingStarted，MathWorks[6]ControlSystemToolbox－Usingthecontrolsystemtoolbox，MathWorks成绩评定：考试60%，作业40%.Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]8学时分配周次日期教学形式教学内容12－24陈-讲课Ch1、仿真设计研究方法绪论23－03陈-讲课Ch2、控制系统建模方法－系统建模33－10陈-讲课Ch2、控制系统建模方法－建模案例43－17陈-讲课Ch3、控制系统数字仿真与实现－Matlab数值仿真工具（上）53－24陈-讲课Ch3、控制系统数字仿真与实现－Matlab数值仿真工具（上）63－31陈-讲课Ch3、控制系统数字仿真与实现－习题课74－07张-讲课Ch4、控制系统分析－时域分析与频域分析84－14张-讲课Ch4、控制系统分析－稳定性与根轨迹分析94－21张-讲课Ch4、控制系统分析－习题课104－28张-讲课Ch5、控制系统设计－概述、频率特性法、根轨迹法115－05张-讲课Ch5、控制系统设计－PID控制、二自由度控制125－12张-讲课Ch5、控制系统设计－习题课135－19陈-讲课Ch6、汽车电子控制系统设计方法概述145－26陈-讲课Ch7、汽车电子控制系统仿真设计应用－汽车电动助力转向控制系统156－02张-讲课Ch7、汽车电子控制系统仿真设计应用－汽车巡航控制系统仿真与设计166－9张-现场教学Ch8、控制系统仿真与设计实验－控制器仿真与设计演示实验176－16张-设计Ch6、Ch7、Ch8习题课、总复习186－24考试周ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]5Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]9课程内容Ch1.仿真设计研究方法概述Ch2.控制系统建模方法Ch3.控制系统数字仿真与实现Ch4.控制系统分析Ch5.控制系统设计Ch6-8.控制系统仿真设计技术的综合应用Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]10Ch1.仿真设计研究方法概述科学研究方法控制系统的研究方法仿真实验的分类与比较系统,模型与数字仿真控制系统设计与数字仿真软件仿真技术在汽车电子领域的应用与发展ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]6Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]11科学研究方法研究目的揭示研究对象的内在的一般规律并且提出一套能够对研究对象进行充分描述和解释的抽象理论。科学研究方法经验方法理论方法实验研究方法Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]12科学研究方法经验方法通过第一手资料或信息来了解研究对象，分析揭示研究对象的内在的一般规律。经验方法文献研究社会调查实地观察ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]7Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]13科学研究方法理论方法通过将感性认识上升到理性认识的方法来了解研究对象，揭示研究对象的内在的一般规律。理论方法数学方法思维方法系统科学方法Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]14科学研究方法实验研究方法通过有目的，有意识的改变某些自然环境的实践活动来了解研究对象，揭示研究对象的内在的一般规律。ControlSystemSimulationandDesign2014/2/24HuiCHEN,[e-mail]8Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]15控制系统的研究方法研究目的为了分析、评价、设计控制系统研究方法实验法解析法仿真实验法控制器误差执行机构过程实际输出传感器反馈测量输出期望输出－Chapter1ControlSystemSimulationandDesignHuiCHEN,SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniv.,[e-mail]16控制系统的研究方法实验法对已有系统施加一定类型的信号（或利用系统中正常的工作信号），通过测取系统响应来确定系统性能的方法。具有简明、直观与真实的特点，是系统分析与测试的常用方法。局限性：对控制系统的设计问题，实际系统尚未建立，无法进行实验研究。实际系统上不允许进行实验。例如，航空航天、原子能、电力、化工等，实验费用高、具有危险性、周期长，实验过程中或实验失败后往往会导致生命或财产的巨大损失。ControlSystemSimulationandDes