基于模型预测控制的换道辅助系统研究

发布时间：2021-01-21 00:47

　　随着我国经济的发展,人们追求生活品质的同时对行车安全的关注度也越来越高。换道辅助系统作为车辆主动安全系统的重要组成部分一直是汽车安全领域的研究热点。当车辆遇到碰撞危险时,往往需要采用制动或者转向换道的方式进行避障。但当车辆前方近距离突然出现障碍物或难以预料的紧急情况时,留给驾驶员的制动避障的操作时间不足,此时通过纵向制动避障就难以发挥作用,而通过换道仍然可能避免碰撞,因此对于换道辅助系统的研究意义重大。首先根据换道辅助系统的功能进行车辆动力学模型以及轮胎模型的建立,并在此基础上进行简化,将简化的结果作为模型预测控制的基础模型。随后进行转向系统的建模,再根据换道过程中轨迹的约束条件进行换道轨迹的规划,并分析车辆换道过程建立合适的安全距离模型作为换道危险预警的指标。根据换道辅助的功能要求建立换道辅助系统控制框架,对预警系统和换道主动控制系统进行设计。其中,预警系统主要由感知层检测前方障碍物状况,凭借决策机制评价指标,选择是否采取主动控制方式,从而保证在车辆遇到碰撞危险状况时,避免交通事故的发生。分析换道过程,针对车辆在行驶过程中纵向制动距离不足时无法通过制动实现避障,以及传统控制方法在换道... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 换道辅助系统研究现状
        1.2.1 预警控制系统
        1.2.2 换道轨迹规划
        1.2.3 换道安全距离模型
        1.2.4 轨迹跟踪控制策略
    1.3 本课题主要研究内容
第二章 车辆换道辅助系统建模
    2.1 引言
    2.2 车辆动力学建模
        2.2.1 车辆三自由度动力学模型
        2.2.2 轮胎模型
        2.2.3 简化车辆换道预测模型
    2.3 转向执行总成建模
        2.3.1 转向执行总成
    2.4 换道轨迹规划
    2.5 安全距离模型
    2.6 车辆与道路模型
    2.7 本章小结
第三章 车辆换道辅助控制系统设计
    3.1 引言
    3.2 车辆换道辅助系统的功能要求
    3.3 换道辅助控制系统总体方案
    3.4 驾驶员状态识别及主权分配
    3.5 换道预警决策
        3.5.1 换道预警分析
        3.5.2 换道决策
    3.6 主动控制策略
        3.6.1 换道稳定性分析
        3.6.2 主动转向控制策略
        3.6.3 差动制动制动力分配
    3.7 本章小结
第四章 车辆换道主动控制算法与仿真验证
    4.1 引言
    4.2 模型预测控制器设计
        4.2.1 模型预测控制基本原理
        4.2.2 模型预测与其他控制的区别
        4.2.3 模型预测换道控制器搭建
        4.2.4 约束条件确定
        4.2.5 模型预测控制参数选取
    4.3 车辆换道辅助系统仿真验证
        4.3.1 换道主动控制算法仿真验证
        4.3.2 换道辅助系统仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 换道辅助系统试验验证
    5.1 引言
    5.2 硬件在环试验平台搭建
        5.2.1 试验平台的性能要求
        5.2.2 试验平台的总体方案
        5.2.3 试验平台组成
        5.2.4 硬件在环试验及分析
    5.3 实车试验平台
        5.3.1 实车试验原理
        5.3.2 实车平台搭建
        5.3.3 实车试验及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：2990107