自动泊车系统建模与控制策略研究

发布时间：2017-10-18 02:19

  本文关键词：自动泊车系统建模与控制策略研究

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【摘要】：伴随汽车保有量的迅速上升,城市内的停车位已不能满足人们的需求,不断恶化的泊车环境为驾驶者泊车带来了巨大挑战,正因如此自动泊车系统应运而生,自动泊车技术成为现代车辆智能化研究的热点之一,开展自动泊车系统及相关技术的研究具有重要意义。本文采用理论研究和仿真分析相结合的研究方法,以平行式泊车作为研究对象,对自动泊车系统开展大量而有效的研究工作,对自动泊车系统的构成、工作原理以及自动泊车系统的模型进行深入的分析研究,设计一种泊车控制策略,同时创建虚拟的整车动力学模型,并验证此策略的有效性。本文主要完成了以下工作:首先,对自动泊车系统的构成、工作原理、泊车过程进行理论研究,建立自动泊车系统的转向模型,并对转向模型进行扩展,通过对转向系统结构的分析,推导出方向盘转角与车轮转角之间的传动比,依据阿克曼转向原理,得到转弯半径与方向盘转角的对应关系。其次,建立前轮转向运动学模型,利用数学公式和几何关系推导出车辆低速泊车的转向运动微分方程。最后,依据平行泊车过程,建立平行泊车路径的数学模型。然后,依据运动学微分方程和泊车路径数学模型,基于可变论域模糊控制,设计一种泊车的控制策略,并在MATLAB/Simulink中创建转向运动和泊车的仿真模型,在MATLAB环境下模拟平行泊车的过程,仿真的结果表明可以将车辆成功的停车入位。其次,在轿车模块ADAMS/Car中创建虚拟的整车动力学模型,在泊车过程中,对轮胎的静态特性、整车的稳态转向特性、及车辆的运动轨迹进行仿真,验证所建模型的正确性。最后,针对泊车工况,将在ADAMS/Car模块中建立的虚拟车辆物理模型与在MATLAB/Simulink中建立的控制模型结合在一起,创建联合仿真模型,仿真结果表明此泊车策略的有效性。
【关键词】：平行泊车 变论域模糊控制 MATLAB仿真 ADAMS仿真
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究及应用现状10-15
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.2.3 产品应用现状13-15
• 1.3 自动泊车系统简介15-18
• 1.3.1 自动泊车系统构成及工作原理15-16
• 1.3.2 自动泊车过程分析16-18
• 1.4 论文研究内容18-19
• 第二章 自动平行泊车系统模型建立及分析19-33
• 2.1 泊车相关参数描述与假设19-20
• 2.1.1 车辆泊车相关参数19-20
• 2.1.2 车身与停车位的简化模型20
• 2.2 车辆低速泊车转向过程分析20-26
• 2.2.1 助力转向系统数学模型20-24
• 2.2.2 阿克尔曼（Ackermann）转向分析24-26
• 2.2.3 车辆转弯时半径计算机理26
• 2.3 车辆低速的转向运动学数学模型26-30
• 2.4 泊车参考路径分析30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 自动泊车系统控制策略研究及仿真分析33-50
• 3.1 变论域模糊理论的简介33-37
• 3.1.1 变论域模糊算法出现背景33-34
• 3.1.2 变论域模糊算法的思想34-35
• 3.1.3 变论域模糊算法的原理35-37
• 3.2 变论域模糊算法设计37-43
• 3.2.1 建立泊车的逻辑系统37-38
• 3.2.2 隶属度函数38-40
• 3.2.3 变论域模糊控制规则集40-43
• 3.3 在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型43-45
• 3.3.1 搭建车辆泊车仿真模型43-44
• 3.3.2 搭建车辆低速转向运动模型44-45
• 3.4 车辆自动泊车仿真分析45-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 整车动力学模型建立及分析50-61
• 4.1 车辆动力学建模方法50-51
• 4.2 建模参数的获取51-52
• 4.3 整车装配模型52-53
• 4.4 整车动力学仿真分析53-60
• 4.4.1 轮胎的静态特性分析53-57
• 4.4.2 操纵稳定性分析57-59
• 4.4.3 车辆运动轨迹分析59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 基于整车的自动泊车系统联合仿真验证61-68
• 5.1 联合仿真简介61-62
• 5.2 联合仿真思路62-65
• 5.3 联合仿真建模65-66
• 5.4 仿真验证66-68
• 5.5 本章小结68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 不足与展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 攻读学位期间取得的研究成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 夏增辉;杨辉跃;;基于变论域模糊控制及遗传算法的自动泊车方法[J];自动化与仪器仪表;2014年04期

2 郭孔辉;姜辉;张建伟;丁海涛;;基于模糊逻辑的自动平行泊车转向控制器[J];吉林大学学报(工学版);2009年S2期

3 杨昔阳;尤飞;许小瑞;;变论域模糊控制器及其在拖车倒车中的应用[J];模糊系统与数学;2009年01期

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5 朱忠祥;陈军;鸟巢谅;;基于PD控制的拖拉机半挂车机组自动直线倒车系统[J];农业机械学报;2006年07期

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本文编号：1052384