基于网络化控制的巡航控制策略设计及实现
发布时间：2021-10-14 23:48
近年来全球经济的发展和科学技术的快速进步,推动了智能交通行业的高速发展,使得车联网和自动驾驶成为了近几年的研究热点。车联网借助新一代通信技术可实现车与人、车与路边单元、车与车联网智能服务平台之间全方位信息共享,为用户提供更加全面、高效、智能的综合性服务。巡航驾驶作为最基础的自动驾驶技术之一,可以为驾驶员提供安全、稳定的智能辅助驾驶服务,减轻驾驶员负担。但是,随着汽车销量和保有量的增加,汽车给人们的生活也带来了安全、拥堵、能源、环境等一系列严重的社会和生态问题。为减轻驾驶员负担、节能减排,汽车产业界和学术界对巡航控制系统进行了深入研究。本论文首先基于新一代无线通信技术的车联网通信架构,结合网络化控制以及巡航控制理论,提出一种基于网络化控制的巡航控制系统架构。然后,提出了一种考虑时延的巡航控制系统最优化控制策略。最后,搭建了巡航控制车辆状态信息监测平台原型,初步实现了定速巡航模式车速设定、车辆跟驰模式下的多车辆跟踪识别、车辆状态信息显示等功能。本文主要研究内容具体如下:（1）基于网络化控制的巡航控制系统架构设计结合网络化控制知识和巡航控制理论,提出一种基于网络化控制的巡航控制系统架构。该系...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巡航控制系统结构
当 CCS 控制汽车以驾驶人员设定的预设车速稳定行驶时，驾驶员人为控制汽车加速装置便可以解除 CCS 的控制功能，但是之前驾驶人员设置的预设车速依然保存在 CCS 控制器中。当驾驶员再次需要开启 CCS 功能时，只需要按住CCS 开关，CCS 便可以以之前驾驶员设置的预设车速继续控制车辆稳定行驶。CCS 信息感知单元中的车速传感器将感知到的自车实际车速信息与 CCS 预设车速信息共同输入到 CCS 控制器。CCS 控制器通过计算得到车速控制策略，传入到执行单元，然后执行单元通过控制油门控制器和刹车控制器改变车速，变化后的车速由信息采集单元中的车速传感器采集后反馈给巡航控制系统电子控制单元，用于下一时刻车速控制，从而构成闭环控制回路。当 CCS 控制车辆的实时车速低于系统保存的预设车速时，CCS 控制器便可以通过控制执行单元内的油门控制器，增大节气门开合度，增加车速至巡航控制系统预设车速。反之，当汽车行驶车速高与巡航控制系统预设车速时，巡航控制系统电子控制单元通过控制执行单元内的节气门控制器，减小节气门开合度，控制车速减小至巡航控制系统预设车速。CCS 闭环控制结构如图 2-1 所示。
图 2-2 PID 控制器结构Figure 2-2 Structure of PID controller如图 2-3，( )0v t 为 t 时刻的巡航控制系统预设车速，v ( t)为 时刻车速传感器获取的实际车速，e ( t)为车速误差；pK为比例增益，是一个正常数，( )pu t 为e ( t)经比例运算得到的信号，且( ) ( )p pu t K e t ；iK 为积分增益，是一个正常数， ( )iu t是e ( t)经过积分得到的信号，且( ) ( )0ti iu t K e d ；dK 为微分增益，也是一个正常数，( )du t 是 经过微分得到的信号，且 ( ) ( )d ddu t K e tdt；u ( t)为 时刻的车速控制策略，且( ) ( ) ( ) ( )p i du t u t u t u t 。u ( t)控制信号传输到执行单元，通过控制油门控制器和刹车控制器控制车速v ( t)，然后车速传感器将采集到的实时车速反馈给巡航控制系统电子控制单元构成闭环控制回路。图2-2中比例单元、
本文编号：3437042
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巡航控制系统结构
当 CCS 控制汽车以驾驶人员设定的预设车速稳定行驶时，驾驶员人为控制汽车加速装置便可以解除 CCS 的控制功能，但是之前驾驶人员设置的预设车速依然保存在 CCS 控制器中。当驾驶员再次需要开启 CCS 功能时，只需要按住CCS 开关，CCS 便可以以之前驾驶员设置的预设车速继续控制车辆稳定行驶。CCS 信息感知单元中的车速传感器将感知到的自车实际车速信息与 CCS 预设车速信息共同输入到 CCS 控制器。CCS 控制器通过计算得到车速控制策略，传入到执行单元，然后执行单元通过控制油门控制器和刹车控制器改变车速，变化后的车速由信息采集单元中的车速传感器采集后反馈给巡航控制系统电子控制单元，用于下一时刻车速控制，从而构成闭环控制回路。当 CCS 控制车辆的实时车速低于系统保存的预设车速时，CCS 控制器便可以通过控制执行单元内的油门控制器，增大节气门开合度，增加车速至巡航控制系统预设车速。反之，当汽车行驶车速高与巡航控制系统预设车速时，巡航控制系统电子控制单元通过控制执行单元内的节气门控制器，减小节气门开合度，控制车速减小至巡航控制系统预设车速。CCS 闭环控制结构如图 2-1 所示。
图 2-2 PID 控制器结构Figure 2-2 Structure of PID controller如图 2-3，( )0v t 为 t 时刻的巡航控制系统预设车速，v ( t)为 时刻车速传感器获取的实际车速，e ( t)为车速误差；pK为比例增益，是一个正常数，( )pu t 为e ( t)经比例运算得到的信号，且( ) ( )p pu t K e t ；iK 为积分增益，是一个正常数， ( )iu t是e ( t)经过积分得到的信号，且( ) ( )0ti iu t K e d ；dK 为微分增益，也是一个正常数，( )du t 是 经过微分得到的信号，且 ( ) ( )d ddu t K e tdt；u ( t)为 时刻的车速控制策略，且( ) ( ) ( ) ( )p i du t u t u t u t 。u ( t)控制信号传输到执行单元，通过控制油门控制器和刹车控制器控制车速v ( t)，然后车速传感器将采集到的实时车速反馈给巡航控制系统电子控制单元构成闭环控制回路。图2-2中比例单元、
本文编号：3437042
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