基于鲁棒模型预测控制的协同自适应巡航控制系统研究
发布时间：2021-06-23 05:28
由于城市化进程的不断加快,交通所面临的压力也在急剧攀升。交通事故频发、道路严重堵塞和出行效率低下等等的问题亟待解决。而智能汽车能很好地解决这一系列的问题,由此,智能汽车已经成为研究的热点。协同自适应巡航控制系统作为智能汽车的主要组成部分,对改善出行效率,提高道路安全性有着很大作用。本文以车辆队列作为研究对象,采用了基于模型预测控制原理的一种鲁棒跟车控制算法,针对协同自适应巡航控制系统进行了相应的研究。首先,通过分模块建模的思想,在对车辆纵向动力学分析的基础上,建立了本课题所需的车辆发动机逆模型和制动系统的逆模型。同时通过Car Sim中车辆的实际测试,得到车辆在制动和驱动时的过渡曲线。并利用Car Sim与Simulink联合仿真,验证了模型的精度和有效性,为接下来研究协同自适应巡航控制系统奠定了基础。然后,以相对车间距、相对车速、自车速度、自车加速度、自车加速度变化率为状态量,建立车辆队列的纵向运动学系统模型。通过对控制目标的分析,主要将安全性和舒适性纳入到分析考虑范围,包括对安全车距,相对速度,自车的加速度和加速度变化率进行了分析,将控制目标作为系统状态的输出。选用一阶指数函数作为...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆逆纵向动力学系统模型结构
图 2.2 汽车整车受力模型图车在道路上正常行驶的过程中，会受到来自不同大小，不同方向上的力的作用于汽车上，对汽车的行驶有着不同的影响。本文所研究的是汽车纵，即本文所分析的力为汽车在行驶方向上的受力。在行驶方向上，汽车两部分，即驱动力tF 和行驶阻力，其中行驶阻力又分为地面滚动阻力wF 、加速阻力jF 、坡度阻力iF ，为了使模型更加简化，本文在忽略了性的基础上，建立了双轮模型。从而得到汽车在行驶过程中，行驶方向关系[47]：t f w i jF F F F F汽车的驱动力tF车的动力系统，由发动机产生的动力经过曲轴、飞轮、离合器、变速器动轴、差速器、减速器最终传递到驱动轮的这一整套装置。
图 2.3 汽车传动系统图由发动机输出的驱动力矩Ttq经整个传动系传递到驱动轮，驱动轮所得到驱动轮上的转矩Tt，用公式表示为：0 TTt tq gT i i 其中：Ttq发动机输出力矩；gi变速器传动比；0i主减速器传动比；T 传动系的机械效率。驱动轮上的转矩通过驱动轮作用于地面，地面对驱动轮的反作用力即是驱的驱动力tF ，如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向再生制动优化的电动车自适应巡航控制策略[J]. 初亮,李天骄,孙成伟. 浙江大学学报(工学版). 2017(08)
[2]基于模型预测控制的协同式自适应巡航控制系统[J]. 孙涛,夏维,李道飞. 中国机械工程. 2017(04)
[3]基于模型的汽车电控系统设计[J]. 陈虹,褚洪庆,刘奇芳,高炳钊. 控制工程. 2016(12)
[4]汽车自适应巡航跟车多目标鲁棒控制算法设计[J]. 吴光强,郭晓晓,张亮修. 哈尔滨工业大学学报. 2016(01)
[5]自主车队纵向控制器设计及仿真研究[J]. 王志文,王沛禄,高红红. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]An Improved Cooperative Adaptive Cruise Control（CACC） Algorithm Considering Invalid Communication[J]. WANG Pangwei,WANG Yunpeng,YU Guizhen,TANG Tieqiao. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2014(03)
[7]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[8]协同式自适应巡航技术发展现状及趋势[J]. 秦晓辉,谢伯元. 现代电信科技. 2014(03)
[9]智能混合动力电动车辆多目标自适应巡航控制方法[J]. 陈涛,罗禹贡,韩云武,褚文博,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2013(10)
[10]基于CarSim和Matlab的智能车辆视觉里程计仿真平台设计[J]. 江燕华,熊光明,姜岩,陈慧岩. 机械工程学报. 2012(22)
博士论文
[1]车辆纵向跟随稳定性与主动安全控制关键技术研究[D]. 黄清敏.湖南大学 2014
[2]具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D]. 党睿娜.清华大学 2013
[3]车队协同驾驶分散变结构建模、仿真与控制研究[D]. 马育林.武汉理工大学 2012
[4]智能车辆中的几个关键技术研究[D]. 周勇.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于多目标决策算法和PID控制的CACC系统的优化与仿真[D]. 刘骝.吉林大学 2016
[2]汽车纵向主动避撞系统的建模与仿真[D]. 沈忱.武汉理工大学 2012
[3]车辆自适应巡航控制系统的算法研究[D]. 龚李龙.浙江大学 2012
[4]基于反馈线性化的车辆编队控制[D]. 钱方.大连海事大学 2011
[5]多车跟驰下的车辆纵向控制动力学建模与仿真[D]. 李超智.长沙理工大学 2011
[6]车辆跟随系统的稳定性分析与控制[D]. 曹正莉.西南交通大学 2010
[7]智能车自主驾驶控制系统研制与试验[D]. 马育林.武汉理工大学 2010
[8]模型预测控制研究与应用[D]. 杨圆圆.大庆石油学院 2006
[9]汽车行驶车间纵向距离自适应控制系统的研究[D]. 宾洋.重庆大学 2002
本文编号：3244328
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆逆纵向动力学系统模型结构
图 2.2 汽车整车受力模型图车在道路上正常行驶的过程中，会受到来自不同大小，不同方向上的力的作用于汽车上，对汽车的行驶有着不同的影响。本文所研究的是汽车纵，即本文所分析的力为汽车在行驶方向上的受力。在行驶方向上，汽车两部分，即驱动力tF 和行驶阻力，其中行驶阻力又分为地面滚动阻力wF 、加速阻力jF 、坡度阻力iF ，为了使模型更加简化，本文在忽略了性的基础上，建立了双轮模型。从而得到汽车在行驶过程中，行驶方向关系[47]：t f w i jF F F F F汽车的驱动力tF车的动力系统，由发动机产生的动力经过曲轴、飞轮、离合器、变速器动轴、差速器、减速器最终传递到驱动轮的这一整套装置。
图 2.3 汽车传动系统图由发动机输出的驱动力矩Ttq经整个传动系传递到驱动轮，驱动轮所得到驱动轮上的转矩Tt，用公式表示为：0 TTt tq gT i i 其中：Ttq发动机输出力矩；gi变速器传动比；0i主减速器传动比；T 传动系的机械效率。驱动轮上的转矩通过驱动轮作用于地面，地面对驱动轮的反作用力即是驱的驱动力tF ，如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向再生制动优化的电动车自适应巡航控制策略[J]. 初亮,李天骄,孙成伟. 浙江大学学报(工学版). 2017(08)
[2]基于模型预测控制的协同式自适应巡航控制系统[J]. 孙涛,夏维,李道飞. 中国机械工程. 2017(04)
[3]基于模型的汽车电控系统设计[J]. 陈虹,褚洪庆,刘奇芳,高炳钊. 控制工程. 2016(12)
[4]汽车自适应巡航跟车多目标鲁棒控制算法设计[J]. 吴光强,郭晓晓,张亮修. 哈尔滨工业大学学报. 2016(01)
[5]自主车队纵向控制器设计及仿真研究[J]. 王志文,王沛禄,高红红. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]An Improved Cooperative Adaptive Cruise Control（CACC） Algorithm Considering Invalid Communication[J]. WANG Pangwei,WANG Yunpeng,YU Guizhen,TANG Tieqiao. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2014(03)
[7]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[8]协同式自适应巡航技术发展现状及趋势[J]. 秦晓辉,谢伯元. 现代电信科技. 2014(03)
[9]智能混合动力电动车辆多目标自适应巡航控制方法[J]. 陈涛,罗禹贡,韩云武,褚文博,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2013(10)
[10]基于CarSim和Matlab的智能车辆视觉里程计仿真平台设计[J]. 江燕华,熊光明,姜岩,陈慧岩. 机械工程学报. 2012(22)
博士论文
[1]车辆纵向跟随稳定性与主动安全控制关键技术研究[D]. 黄清敏.湖南大学 2014
[2]具有换道辅助功能的车辆自适应巡航控制[D]. 党睿娜.清华大学 2013
[3]车队协同驾驶分散变结构建模、仿真与控制研究[D]. 马育林.武汉理工大学 2012
[4]智能车辆中的几个关键技术研究[D]. 周勇.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于多目标决策算法和PID控制的CACC系统的优化与仿真[D]. 刘骝.吉林大学 2016
[2]汽车纵向主动避撞系统的建模与仿真[D]. 沈忱.武汉理工大学 2012
[3]车辆自适应巡航控制系统的算法研究[D]. 龚李龙.浙江大学 2012
[4]基于反馈线性化的车辆编队控制[D]. 钱方.大连海事大学 2011
[5]多车跟驰下的车辆纵向控制动力学建模与仿真[D]. 李超智.长沙理工大学 2011
[6]车辆跟随系统的稳定性分析与控制[D]. 曹正莉.西南交通大学 2010
[7]智能车自主驾驶控制系统研制与试验[D]. 马育林.武汉理工大学 2010
[8]模型预测控制研究与应用[D]. 杨圆圆.大庆石油学院 2006
[9]汽车行驶车间纵向距离自适应控制系统的研究[D]. 宾洋.重庆大学 2002
本文编号：3244328
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