车联网环境下CACC控制策略与运行过程优化研究

发布时间：2020-05-31 07:31

【摘要】：在车联网环境下,CACC借助特定的通信功能实现车辆之间、车辆与路侧单元之间的数据交互,并通过融合单车传感器数据与队列共享数据,实现队列巡航控制。本文从CACC通信需求、控制策略及优化、性能集成测试三个方面,开展了系统的理论建模和仿真验证。论文主要工作如下:(1)为提高CACC通信安全性和可靠性,从子系统通信过程入手,给出了匀制动情况下的队列安全距离计算方法,并在此基础上对通信实时性需求进行分析。提出了基于最大通信距离的RSU位置策略,给出最佳的摆放范围。(2)设计了分层式CACC系统控制器,建立起实际加速度与期望加速度的频域关系,简化下层动力模型的建模过程。在已有的可变跟车时距策略的基础上,引入与前车速度相关的调节因子,改善启动工况下系统波动性。提出匀变速状态下的期望加速度计算方法以及在距离参数丢失时的临时控制策略,提高了系统安全性。(3)针对车辆纵向加速度控制的不足,创新设计了基于PBPPID的加速度优化控制方法。通过在BP神经网络模型中并行加入PID控制,使得实际加速度的平均误差稳定在0.35m/s~2以下,极限工况下的调节时间减少50%。通过分析加速度和加速度变化率对舒适度影响,设计了基于模糊控制理论的舒适度调节器,优化CACC上层输出,使得启动工况下的期望加速度均方差值仅为优化前的15%,提高了运行舒适度。(4)自主搭建了基于驾驶模拟仿真平台的CACC仿真系统,并在三种特定工况下对其综合性能进行集成测试。结果表明,本文的CACC系统能够迅速修正速度偏差,减少不良路况下的系统响应时间,紧急制动工况下,跟车间距误差低于10m,极大地提高行驶安全性。与传统ACC系统相比,CACC系统突破了传感器精度限制,降低了系统滞后性,稳态跟车时的速度波动误差低于0.1m/s,因此能够更好地完成巡航任务。
【图文】：

图 2.9 最大间隔时间与速度的关系曲线Fig.2.9 Relationship between maximum interval time and vehicle speed着车速的增加，系统能够容忍的通信间隔越来越小，当队列速度大于求 TR≤ 2.6s。2.4）和式（2.7）得：0 TR hAt d RT t tD （ ）一步地，绘制安全距离与最大间隔时间的关系曲线，由式（2.8）可绘最大间隔时间的关系曲线，如图 2.10 所示。

图 2.9 最大间隔时间与速度的关系曲线Fig.2.9 Relationship between maximum interval time and vehicle speed随着车速的增加，系统能够容忍的通信间隔越来越小，当队列速度大于 4要求 TR≤ 2.6s。（2.4）和式（2.7）得：0 TR hAt d RT t tD （ ）进一步地，绘制安全距离与最大间隔时间的关系曲线，由式（2.8）可绘制与最大间隔时间的关系曲线，，如图 2.10 所示。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U495

【参考文献】

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本文编号：2689514