人机共驾的变结构控制方法研究
发布时间：2021-03-16 11:59
在智能车辆的自动驾驶技术发展历程中,半自动驾驶是必然经历的一个阶段。半自动驾驶的主要特征是人机共驾,即驾驶员（以下简称人）和自动驾驶控制器（以下简称机器）在均具有车辆的控制权的情况下对驾驶权的分配问题。因此,驾驶权如何有效地在人与机器之间切换及协调是实现半自动驾驶的首要问题。为了研究交通场景下人和机器与交通系统相互作用时的特性,本文构造了人机共驾系统模型框架。该模型由交通场景模型、车辆自动驾驶控制器模型及驾驶员模型构成。本文中交通模型采用全速度差模型、车辆自动驾驶控制器采用车辆运动学模型,而驾驶员模型采用仿机械模型。为了实现驾驶权在人和机之间的切换,本文提出一种基于稳定域的滑模控制器系统,并设计相应人机共驾的变结构控制方法。首先根据人机共驾系统模型自身特性及对应参数范围求取驾驶员控制模型-自动驾驶模型各自的稳定范围,在此基础上考虑设计多参数稳定域的人机共驾评估方法完成系统设计。其次根据控制模型得到切换前后对应控制量,设计切换函数完成驾驶权在人-机之间的切换转移。针对基于稳定域的滑模控制器方法存在驾驶权过渡中平滑性较差的问题,本文提出一种基于平滑性的滑模控制器系统。首先根据驾驶系统偏差量...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 人机共驾模型
1.2.2 人机共驾策略
1.2.3 人机共驾控制
1.3 论文主要工作
1.4 论文组织结构
第2章 人机共驾系统建模
2.1 人机共驾模型框架
2.2 人机共驾模型
2.2.1 交通模型
2.2.2 车辆自动驾驶控制模型
2.2.3 驾驶员控制模型
2.3 控制器模型
2.4 人机共驾评估方法
2.5 本章小结
第3章 基于稳定域的滑模控制器系统设计
3.1 基于稳定域的滑模控制器系统设计方法
3.2 系统稳定性分析
3.2.1 整体模型稳定性分析
3.2.2 考虑控制量情况下的系统稳定性分析
3.3 控制器设计
3.3.1 控制量确定
3.3.2 切换函数设计
3.3.3 滑模控制器稳定性分析
3.4 仿真实验及分析
3.5 本章小结
第4章 基于平滑性的滑模控制器系统设计
4.1 基于平滑性的滑模控制器系统设计方法
4.1.1 基于稳定域的滑模控制器方法存在的问题
4.1.2 基于平滑性的滑模控制器系统设计方法
4.2 控制器设计
4.2.1 切换函数设计
4.2.2 控制量确定
4.2.3 控制量修正
4.2.4 滑模控制器稳定性分析
4.3 仿真实验及分析
4.4 两类控制器的分析对比
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 课题总结
5.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析[J]. 李洪涛,赵韩,黄康,刘生强. 汽车工程. 2018(04)
[2]基于驾驶员行为的神经网络无人驾驶控制[J]. 张文明,韩泓冰,杨珏,易筱. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(12)
[3]电动轮汽车电液复合ABS控制的联合仿真[J]. 张厚忠,江浩斌,袁朝春,汪若尘,苏健. 广西大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]基于危险态势识别的智能车驾驶模式选择[J]. 严利鑫,黄珍,吴超仲,秦伶巧,朱敦尧,冉斌. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]智能车辆运动控制研究综述[J]. 郭景华,李克强,罗禹贡. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[6]中国交通工程学术研究综述·2016[J]. 马建,孙守增,芮海田,马勇,王磊,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊. 中国公路学报. 2016(06)
[7]汽车ABS滑移率的模糊滑模控制研究[J]. 戴彦. 机械设计与制造. 2015(06)
[8]基于最优间距的车辆跟驰模型及其特性[J]. 杨达,蒲云,杨飞,祝俪菱. 西南交通大学学报. 2012(05)
[9]基于最小安全距离的车辆跟驰模型研究[J]. 许伦辉,罗强,吴建伟,黄艳国. 公路交通科技. 2010(10)
[10]基于驾驶操作行为的驾驶员疲劳状态识别模型研究[J]. 吴超仲,张晖,毛喆,初秀民,严新平. 中国安全科学学报. 2007(04)
硕士论文
[1]基于动力学模型的智能车辆横、纵向及综合控制策略研究[D]. 雷敏.重庆交通大学 2017
[2]基于模糊滑模变结构的车辆横摆稳定性控制[D]. 王鑫.东北林业大学 2016
[3]车队的车道保持和换道的滑模控制研究[D]. 韩琴.山西大学 2011
[4]滑模变结构控制策略在机器人控制中的应用研究[D]. 秋夷.燕山大学 2010
[5]基于ADAMS与MATLAB的ABS滑模变结构控制仿真研究[D]. 衣袖帅.北京工商大学 2010
[6]基于变结构滑模控制理论的汽车操纵稳定性控制策略研究[D]. 庞迪.重庆大学 2005
[7]高速汽车弯道前方碰撞预警算法的研究[D]. 张立存.吉林大学 2004
本文编号：3086004
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 人机共驾模型
1.2.2 人机共驾策略
1.2.3 人机共驾控制
1.3 论文主要工作
1.4 论文组织结构
第2章 人机共驾系统建模
2.1 人机共驾模型框架
2.2 人机共驾模型
2.2.1 交通模型
2.2.2 车辆自动驾驶控制模型
2.2.3 驾驶员控制模型
2.3 控制器模型
2.4 人机共驾评估方法
2.5 本章小结
第3章 基于稳定域的滑模控制器系统设计
3.1 基于稳定域的滑模控制器系统设计方法
3.2 系统稳定性分析
3.2.1 整体模型稳定性分析
3.2.2 考虑控制量情况下的系统稳定性分析
3.3 控制器设计
3.3.1 控制量确定
3.3.2 切换函数设计
3.3.3 滑模控制器稳定性分析
3.4 仿真实验及分析
3.5 本章小结
第4章 基于平滑性的滑模控制器系统设计
4.1 基于平滑性的滑模控制器系统设计方法
4.1.1 基于稳定域的滑模控制器方法存在的问题
4.1.2 基于平滑性的滑模控制器系统设计方法
4.2 控制器设计
4.2.1 切换函数设计
4.2.2 控制量确定
4.2.3 控制量修正
4.2.4 滑模控制器稳定性分析
4.3 仿真实验及分析
4.4 两类控制器的分析对比
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 课题总结
5.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析[J]. 李洪涛,赵韩,黄康,刘生强. 汽车工程. 2018(04)
[2]基于驾驶员行为的神经网络无人驾驶控制[J]. 张文明,韩泓冰,杨珏,易筱. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(12)
[3]电动轮汽车电液复合ABS控制的联合仿真[J]. 张厚忠,江浩斌,袁朝春,汪若尘,苏健. 广西大学学报(自然科学版). 2016(05)
[4]基于危险态势识别的智能车驾驶模式选择[J]. 严利鑫,黄珍,吴超仲,秦伶巧,朱敦尧,冉斌. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]智能车辆运动控制研究综述[J]. 郭景华,李克强,罗禹贡. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[6]中国交通工程学术研究综述·2016[J]. 马建,孙守增,芮海田,马勇,王磊,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊. 中国公路学报. 2016(06)
[7]汽车ABS滑移率的模糊滑模控制研究[J]. 戴彦. 机械设计与制造. 2015(06)
[8]基于最优间距的车辆跟驰模型及其特性[J]. 杨达,蒲云,杨飞,祝俪菱. 西南交通大学学报. 2012(05)
[9]基于最小安全距离的车辆跟驰模型研究[J]. 许伦辉,罗强,吴建伟,黄艳国. 公路交通科技. 2010(10)
[10]基于驾驶操作行为的驾驶员疲劳状态识别模型研究[J]. 吴超仲,张晖,毛喆,初秀民,严新平. 中国安全科学学报. 2007(04)
硕士论文
[1]基于动力学模型的智能车辆横、纵向及综合控制策略研究[D]. 雷敏.重庆交通大学 2017
[2]基于模糊滑模变结构的车辆横摆稳定性控制[D]. 王鑫.东北林业大学 2016
[3]车队的车道保持和换道的滑模控制研究[D]. 韩琴.山西大学 2011
[4]滑模变结构控制策略在机器人控制中的应用研究[D]. 秋夷.燕山大学 2010
[5]基于ADAMS与MATLAB的ABS滑模变结构控制仿真研究[D]. 衣袖帅.北京工商大学 2010
[6]基于变结构滑模控制理论的汽车操纵稳定性控制策略研究[D]. 庞迪.重庆大学 2005
[7]高速汽车弯道前方碰撞预警算法的研究[D]. 张立存.吉林大学 2004
本文编号：3086004
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