中文摘要：

汽车底盘一体化集成能够综合协调各动力学子系统实现整车性能最优，是当前车辆研究领域的热点和前沿。但现有研究大多基于车辆动力学分析进行系统集成，很少考虑驾驶人因素的影响，事实上，主动控制系统和驾驶人对车辆的控制是相互作用的，具有强烈的耦合关系。本项目拟通过仿生工程与车辆工程的学科交叉，以人-车-环境耦合系统作为研究对象，研究掌握基于驾驶人使用模式的汽车底盘智能集成关键技术。根据生物耦合理论对驾驶人使用模式进行生物耦元及耦联方式分析和仿生模式识别，以此为基础，综合利用多变量频域控制、仿生智能微粒群优化控制分配和神经网络算法对主动转向/制动子系统进行集成，建立以人为本、全面考虑驾驶人因素的底盘一体化智能集成系统。本项目的开展，将探索出一套全新的设计方法，将车辆主动安全控制从传统的车-环境系统控制拓展到更为接近实际的人-车-环境闭环系统控制，能够使车辆更加人性化、智能化，并有效提升主动安全性能。

结论摘要：

汽车底盘主动控制系统和驾驶人对汽车的控制是相互作用的，具有强烈的耦合关系，而驾驶人使用模式包含许多复杂、多变和不确定性因素，因此，充分理解驾驶人和底盘控制系统的特质，建立协同优化机制，实现人-车-环境整体性能最优是汽车智能技术发展中亟待解决的关键科学问题。本项目通过仿生工程与车辆工程的学科交叉，系统深入的研究了基于驾驶人使用模式的汽车底盘智能集成关键技术（1）根据耦合仿生理论对驾驶人使用模式进行了生物耦元特性及耦联机理分析；在此基础上，通过实车试验、驾驶模拟器试验等方式对典型工况驾驶人使用模式数据进行了采集；采用计算统计方法和仿生模式识别方法对驾驶人使用模式进行了辨识和回归设计。（2）设计了仿驾驶人感官模式的车辆状态观测器，开发了基于卡尔曼滤波的车轮地面力估算算法和基于最小二乘法的路面附着系数估算算法，并在主动控制系统工作条件下对算法进行了测试分析。（3）提出了基于驾驶人特性模型预测的汽车底盘集成控制策略；引入多变量频域控制理论对车辆系统耦合特性进行了分析；在此基础上，对汽车底盘智能集成策略进行了深入的研究，分别采用逆奈奎斯特阵列法、模型预测控制、优化控制分配等设计了汽车底盘智能集成控制系统。（4）在伺服环，提出了控制分配方法和仿生智能微粒群算法两种横摆力矩分配方法，在保证力跟踪效果的同时，减少了执行器控制输入。（5）对系统执行机构进行了响应特性测试，统一考虑驾驶人和执行机构的延迟、滞后，采用仿生神经网络、模糊控制等智能控制方法设计了执行机构精细调节算法，以保证底盘智能集成系统的响应速度和控制精度。（6）根据现代汽车电控系统开发流程，建立了离线仿真平台、硬件在环试验平台、实车试验平台等一套完整的集成控制开发环境，对项目提出的控制策略进行了测试分析。通过本项目的研究，建立了一套以人为本、综合考虑驾驶人使用模式的汽车底盘智能集成系统，使车辆更加人性化和智能化。项目运行期间，发表学术论文17篇（含已录用待发表5篇），其中SCI检索2篇，EI检索14篇，SAE论文3篇；申请专利10项，其中已授权6项；获吉林省自然科学学术成果奖三等奖1项；指导学生荣获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项、“赢在南京”青年大学生创业大赛三等奖1项；以本项目为基础进行拓展研究，申请人还先后获得博士后基金一等资助项目、博士后基金特别资助项目以及国家自然科学基金面上项目。