基于驾驶员驾驶技能辨识的智能车辆稳定性控制
发布时间：2022-01-15 21:44
由于汽车主动安全技术的稳定性控制可以有效的规避譬如侧滑等危险,在避免交通事故的产生与提高行车安全性有着极其重要的意义,因此如何保证车辆的稳定性成为了当前研究的热点问题。考虑到车辆横摆运动的稳定性能需求,如何选择相应的控制策略、目标函数与约束条件是本文研究的重点。此外针对在现有的研究中,控制策略设计没有充分考虑到整个驾驶员群体的技能差异的问题,如何对驾驶技能特性进行有效分类和精确辨识,以及在车辆横摆稳定控制器的基础上,将驾驶员技能水平考虑在控制器设计中是本文关注的问题。同时在实时更新安全稳定边界时,如何估算路面附着系数也同样是本文的关注点。本论文在国家自然科学基金重大项目（61790564）“极限工况下汽车运动一体化协同控制”,国家自然科学基金国际（地区）合作与交流重点项目（61520106008）“面向安全化的电动化汽车能效滚动优化”和国家自然科学基金青年基金项目（61703176）“非线性模型预测控制的快速计算方法研究及应用”的资助下,进行了如下的研究与分析。针对本文的研究关注点,首先对于个性化的驾驶员驾驶技能辨识问题,首先设计了驾驶技能问卷调查与自我评估量化表,然后利用驾驶模拟器与...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 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 国内外研究现状
1.2.1 驾驶员驾驶技能辨识的研究现状
1.2.2 道路附着系数估算的研究现状
1.2.3 车辆稳定性控制的研究现状
1.3 本文主要研究内容及结构安排
1.3.1 科研项目资助情况
1.3.2 主要研究内容及结构安排
第2章 基于机器学习的驾驶技能辨识方案
2.1 引言
2.2 驾驶技能分类实验设计与实现
2.2.1 驾驶技能分类影响因素分析
2.2.2 调查问卷设计
2.2.3 实验设备与场景
2.3 驾技能特征参数构建与主成分分析
2.3.1 特征参数构建
2.3.2 主成分分析
2.4 基于K?means聚类的驾驶技能识别方法
2.4.1 驾驶技能分类
2.4.2 识别结果分析
2.5 本章小结
第3章 基于BP神经网络的路面附着系数计算模型
3.1 引言
3.1.1 车辆动力学分析及轮胎建模
3.1.2 状态参数与附着系数关系的数学描述
3.2 基于BP神经网络的计算方案
3.2.1 神经网络结构设计
3.2.2 训练样本的获取
3.2.3 附着系数计算模型
3.3 仿真验证与分析
3.4 本章小结
第4章 基于模型预测控制的车辆稳定性控制器设计
4.1 引言
4.2 控制方案设计
4.2.1 理想横摆角速度的确定
4.2.2 稳定性安全约束
4.3 基于MPC的控制器设计
4.3.1 驾驶技能辨识与控制器的结合
4.4 仿真验证与分析
4.4.1 高附着双移线仿真实验
4.4.2 低附着双移线仿真实验
4.4.3 考虑驾驶技能特性的双移线仿真实验
4.5 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K-均值聚类分析的城市道路汽车行驶工况构建方法研究[J]. 彭育辉,杨辉宝,李孟良,乔学齐. 汽车技术. 2017(11)
[2]基于驾驶模拟实验的驾驶风格对高速公路换道行为的影响[J]. 石京,柳美玉. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]Driving skill classification in curve driving scenes using machine learning[J]. Naiwala P.Chandrasiri,Kazunari Nawa,Akira Ishii. Journal of Modern Transportation. 2016(03)
[4]人格对驾驶员危险知觉技能的影响[J]. 窦广波,宋熙,常若松. 辽宁师范大学学报(社会科学版). 2016(04)
[5]基于K-均值聚类算法的行驶工况构建方法[J]. 秦大同,詹森,漆正刚,陈淑江. 吉林大学学报(工学版). 2016(02)
[6]基于驾驶模拟器的驾驶员所偏好的转向盘力矩特性研究[J]. 宗长富,麦莉,王德平,李雅娟. 中国机械工程. 2007(08)
博士论文
[1]聚类分析中的最佳聚类数确定方法研究及应用[D]. 周世兵.江南大学 2011
硕士论文
[1]考虑驾驶员风格的汽车纵向控制策略研究[D]. 刘贺.湖南大学 2018
[2]驾驶员驾驶技能与事故倾向性的相关研究[D]. 周春雪.辽宁师范大学 2018
[3]轮毂驱动电动车的路面附着系数估计方法研究[D]. 宋涛.哈尔滨工业大学 2017
[4]汽车横摆与侧倾稳定性集成控制研究[D]. 房丽爽.吉林大学 2016
[5]车辆主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制研究及FPGA实现[D]. 吉岩.吉林大学 2015
[6]网络问卷调查系统分析与设计[D]. 万聪.北京交通大学 2014
[7]全局K-均值聚类算法研究与改进[D]. 赵丽.西安电子科技大学 2013
本文编号：3591372
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 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 国内外研究现状
1.2.1 驾驶员驾驶技能辨识的研究现状
1.2.2 道路附着系数估算的研究现状
1.2.3 车辆稳定性控制的研究现状
1.3 本文主要研究内容及结构安排
1.3.1 科研项目资助情况
1.3.2 主要研究内容及结构安排
第2章 基于机器学习的驾驶技能辨识方案
2.1 引言
2.2 驾驶技能分类实验设计与实现
2.2.1 驾驶技能分类影响因素分析
2.2.2 调查问卷设计
2.2.3 实验设备与场景
2.3 驾技能特征参数构建与主成分分析
2.3.1 特征参数构建
2.3.2 主成分分析
2.4 基于K?means聚类的驾驶技能识别方法
2.4.1 驾驶技能分类
2.4.2 识别结果分析
2.5 本章小结
第3章 基于BP神经网络的路面附着系数计算模型
3.1 引言
3.1.1 车辆动力学分析及轮胎建模
3.1.2 状态参数与附着系数关系的数学描述
3.2 基于BP神经网络的计算方案
3.2.1 神经网络结构设计
3.2.2 训练样本的获取
3.2.3 附着系数计算模型
3.3 仿真验证与分析
3.4 本章小结
第4章 基于模型预测控制的车辆稳定性控制器设计
4.1 引言
4.2 控制方案设计
4.2.1 理想横摆角速度的确定
4.2.2 稳定性安全约束
4.3 基于MPC的控制器设计
4.3.1 驾驶技能辨识与控制器的结合
4.4 仿真验证与分析
4.4.1 高附着双移线仿真实验
4.4.2 低附着双移线仿真实验
4.4.3 考虑驾驶技能特性的双移线仿真实验
4.5 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K-均值聚类分析的城市道路汽车行驶工况构建方法研究[J]. 彭育辉,杨辉宝,李孟良,乔学齐. 汽车技术. 2017(11)
[2]基于驾驶模拟实验的驾驶风格对高速公路换道行为的影响[J]. 石京,柳美玉. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]Driving skill classification in curve driving scenes using machine learning[J]. Naiwala P.Chandrasiri,Kazunari Nawa,Akira Ishii. Journal of Modern Transportation. 2016(03)
[4]人格对驾驶员危险知觉技能的影响[J]. 窦广波,宋熙,常若松. 辽宁师范大学学报(社会科学版). 2016(04)
[5]基于K-均值聚类算法的行驶工况构建方法[J]. 秦大同,詹森,漆正刚,陈淑江. 吉林大学学报(工学版). 2016(02)
[6]基于驾驶模拟器的驾驶员所偏好的转向盘力矩特性研究[J]. 宗长富,麦莉,王德平,李雅娟. 中国机械工程. 2007(08)
博士论文
[1]聚类分析中的最佳聚类数确定方法研究及应用[D]. 周世兵.江南大学 2011
硕士论文
[1]考虑驾驶员风格的汽车纵向控制策略研究[D]. 刘贺.湖南大学 2018
[2]驾驶员驾驶技能与事故倾向性的相关研究[D]. 周春雪.辽宁师范大学 2018
[3]轮毂驱动电动车的路面附着系数估计方法研究[D]. 宋涛.哈尔滨工业大学 2017
[4]汽车横摆与侧倾稳定性集成控制研究[D]. 房丽爽.吉林大学 2016
[5]车辆主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制研究及FPGA实现[D]. 吉岩.吉林大学 2015
[6]网络问卷调查系统分析与设计[D]. 万聪.北京交通大学 2014
[7]全局K-均值聚类算法研究与改进[D]. 赵丽.西安电子科技大学 2013
本文编号：3591372
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