混合交通工况下的商用半挂车纵向协同自适应巡航控制

发布时间：2020-12-03 05:31

　　随着我国公路运输需求的不断发展,道路上商用半挂车的数量逐渐增加,随之而来的交通安全问题也越来越突出。研究表明,利用协同式自适应巡航控制系统CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)对道路上的商用半挂车进行编队控制,对公路运输中的交通安全将产生积极影响。在CACC系统发展过程中,由CACC车辆、ACC车辆和传统车辆构成的混合交通工况将在未来一段时间内长期存在。对此,本文基于Terminal滑模控制理论设计了适用于商用半挂车车辆队列行驶的协同自适应控制算法,建立了车辆队列运动学模型及动力传动系统模型,用于分析商用半挂车车队的纵向控制性能。此外,针对自动驾驶车辆队列中车间通信失效的特定工况,在MATLAB/simulink和Trucksim软件环境下,对人工驾驶和自动驾驶半挂车共存的混合交通工况进行联合仿真及车队状态分析,最后利用Prescan软件和Logitech G29进行了驾驶员在环仿真,验证控制器的控制效果。本文将采用分层控制系统实现车辆的队列控制目标,该系统可分为上层期望加速度决策层和下层跟随车辆控制层。其中,加速度决策层根据领航车辆和跟随车... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 协同自适应巡航研究现状
        1.1.1 ACC系统研究现状
        1.1.2 CACC系统研究现状
        1.1.3 混合交通流研究现状
    1.2 车辆运动感知系统研究现状
        1.2.1 车间距传感器
        1.2.2 车辆定位传感器
        1.2.3 车间通信传感器
    1.3 车队巡航控制方法研究现状
        1.3.1 PID控制
        1.3.2 模糊控制
        1.3.3 模型预测控制
        1.3.4 滑模控制
第2章 绪论
    2.1 研究背景及意义
    2.2 本文研究内容
第3章 车辆纵向运动动力学建模
    3.1 半挂车纵向受力分析
    3.2 车辆驱动系统动力学模型
    3.3 车辆制动系统动力学模型
    3.4 验证模型
        3.4.1 紧急制动
        3.4.2 加减速交替
    3.5 本章小结
第4章 车辆队列建模
    4.1 车队数学模型
    4.2 间距策略设计
    4.3 车辆队列稳定性条件
    4.4 本章小结
第5章 半挂车队列行驶上层控制系统设计
    5.1 智能驾驶员模型
    5.2 自动驾驶Terminal滑模控制器设计
        5.2.1 切换函数设计
        5.2.2 趋近率的选择
        5.2.3 函数p（t）的设计
    5.3 车辆队列系统的稳定性分析
    5.4 本章小结
第6章 车辆队列Trucksim/MATLAB/Simulink联合仿真
    6.1 Trucksim参数配置
    6.2 Trucksim/MATLAB/Simulink联合仿真
        6.2.1 跟随车辆为全自动驾驶工况
        6.2.2 自动/人工驾驶混合交通工况
        6.2.3 调整控制策略后工况
    6.3 本章小结
第7章 基于Prescan和 Logitech G29 的驾驶员在环仿真
    7.1 驾驶员在环仿真场景的搭建
    7.2 Prescan和 Logitech G29 联合仿真
        7.2.1 领车人工驾驶
        7.2.2 第三辆车人工驾驶
    7.3 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
在校期间科研成果



本文编号：2896068