汽车自适应巡航系统（ACC）起停控制研究

发布时间：2020-09-30 08:28

　　在先进驾驶辅助系统尤其是城际间的驾驶辅助系统市场需求旺盛且研究发展迅猛的背景下,本文提出了汽车自适应巡航系统起停控制研究,并基于分层式系统架构设计自适应巡航起停控制策略,包括环境感知层、运动学决策层和执行器控制层。有效目标筛选作为环境感知层重要的一部分,本文根据目前使用较多的定曲率方法进行有效目标判别,并提出基于安全性评估指标的方法对周围车辆进行行驶状态定义,对于不同行驶状态的车辆进行标志然后再分别处理。运动学决策层,通过数学函数与传统的控制方法组合的方式改进控制算法,包括:考虑前车运动趋势的安全距离模型;引入衰减指数函数的改进线性二次型距离控制算法;改进的比例积分速度控制算法等。执行器控制层,本文在传统的汽车纵向动力学扭矩控制方法的基础了进行改进,即通过汽车动力学模型前馈加PID反馈的扭矩控制,来实现车辆纵向加速度跟随控制。本文还设计了控制模式的切换策略包括驱动与制动切换、速度与距离控制切换策略等,并设计了起步、停车和驻车的控制逻辑。为了验证所设计的自适应巡航起停控制策略的有效性,本文基于Carsim和Matalab/Simulink软件搭建出ACC起停控制系统的软件仿真平台。基于该平台,对全速ACC典型的工况进行仿真分析,对所开发的算法进行实车前的初步调试和验证。包括:定速巡航、切入切出、追赶前车以及自动起步和停车等工况,最后分析不同参数对系统控制效果的影响。通过充分的软件联合仿真和参数整定,所设计的策略需要进一步进行实车道路试验验证。首先,本文基于科研试验车东风风神AX7进行试验平台搭建,即进行车辆的改装以及软硬件升级。主要包括试验平台总体系统架构设计、试验车硬件安装、整车网络通信联调、传感器和执行器接口调试、HMI人机交互算法调试等工作。然后,在此基础上,进行了目标筛选算法的道路试验研究。最后,全面进行了全速ACC的算法调试和验证工作,包括全速域范围的定速巡航、跟随低速行驶的车辆、跟随静止目标、自动起步和停车等工况。通过大量的软件联合仿真和实车道路试验,本文的算法得到较好的验证,并经过调试标定后表现出良好的跟车、起步和停车的预期效果。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.6
【部分图文】：

曲线,倒拖,发动机,曲线

图 4.7 Carsim 发动机倒拖滑行曲线图 4.8 驱动和制动切换线从发动机倒拖滑行曲线可以看出，减速度值在低速车辆换挡区域表现出较强的震荡，若以此为切换线可能造成后期仿真出现低速控制时驱动制动异常，故本文通过滤波和拟合处理得到如图 4.8 所示驱动制动平滑的切换线。同时为避免驱动和制动控制

曲线,倒拖,发动机,拟合处理

发动机模型,逆模型

图 4.9 Carsim 逆发动机模型动机扭矩和发动转速已知，可通过发动机逆模型求出如公式（4.3）所示。( ,)des des e f T ·······························

【参考文献】