基于联合仿真的智能车辆转向避撞和稳定性联合控制研究
发布时间：2022-02-28 20:37
智能车辆技术已经被学术界和工业界公认为汽车工业未来的重要变革力量,更是智能交通系统不可或缺的关键组成部分。智能车辆具体包括:环境感知、规划、决策、控制与执行四大部分,涉及机械电子、控制理论、人工智能等学科门类。技术集成度高、设计难度大。具体在智能车辆避撞领域,现有的控制策略在相当程度上还依赖驾驶员的制动操作来规避风险。避撞能力有限,未能充分发挥智能车辆先进的环境感知潜力。本文提出了一种智能车辆转向避撞控制策略,并根据障碍物信息进行了换道路径规划。对车辆预测模型的建立、转向控制器设计、路径跟踪精度及参数鲁棒性验证等进行了较深入的研究。于此同时,为了提高车辆高速行驶,以及在低附着路面转向时的操纵稳定性,并兼顾控制策略须易于构造和强鲁棒性的要求,利用模糊逻辑构造了横摆力矩车辆稳定性控制器。稳定性控制器具体根据参考车辆动力学模型响应得到期望附加横摆力矩,并根据制动力分配逻辑对相应车轮施加制动力。全文具体的研究内容包括以下几个方面:（1）对智能车辆的产生和发展现状、国内外相关研究成果进行了介绍。特别是对尚未成熟商用化的车辆转向避撞控制策略、系统组成、存在的缺陷和不足等进行了详细分析。（2）设计了...
【文章来源】：长安大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 智能车辆研究与发展的问题
1.3 智能车辆的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 智能车辆转向避撞研究现状
1.5 本文研究内容安排
第二章 避撞和稳定性控制系统方案设计
2.1 总体方案设计
2.2 安全距离模型
2.2.1 换道安全距离模型
2.2.2 制动安全距离模型
2.3 存在障碍物的换道轨迹规划
2.4 本章小结
第三章 车辆动力学建模及转向控制器设计
3.1 引言
3.2 车辆侧向动力学建模
3.2.1 三自由度车辆模型
3.2.2 轮胎模型及特性分析
3.3 基于模型预测控制理论的转向控制器设计
3.3.1 模型预测控制理论
3.3.2 转向避撞控制器
3.4 转向控制器效果验证
3.4.1 仿真试验一：路径跟踪精度
3.4.2 仿真试验二：不同车速下的算法控制效果
3.4.3 仿真试验三：不同参数下的算法控制效果
3.5 本章小结
第四章 车辆稳定性控制器设计
4.1 引言
4.2 线性二自由度参考模型
4.3 基于模糊控制理论的直接横摆力矩控制器设计
4.3.1 模糊控制理论
4.3.2 变量选择及模糊化
4.3.3 模糊规则及反模糊化
4.3.4 制动压力控制器
4.3.5 制动力分配策略
4.4 稳定性控制器效果验证
4.5 本章小结
第五章 转向避撞与稳定性联合控制仿真试验
5.1 引言
5.2 联合仿真方法介绍
5.3 避撞控制仿真结果及分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[2]基于BP神经网络的纵向避撞安全辅助算法[J]. 章军辉,李庆,陈大鹏. 西安交通大学学报. 2017(07)
[3]电动汽车侧向换道行驶主动避撞控制算法[J]. 田彦涛,王晓玉,胡蕾蕾,廉宇峰,赵云,尹诚. 吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[4]基于自然驾驶数据的避撞预警对跟车行为影响[J]. 王雪松,朱美新,邢祎伦. 同济大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]车辆主动前轮转向与直接横摆力矩自适应控制[J]. 桑楠,魏民祥. 交通运输工程学报. 2016(03)
[6]基于路面附着系数估计的汽车纵向碰撞预警策略[J]. 朱冰,朴奇,赵健,吴坚,邓伟文. 汽车工程. 2016(04)
[7]基于车辆与行人危险工况的转向避撞控制策略[J]. 朱西产,刘智超,李霖. 汽车安全与节能学报. 2015(03)
[8]4WIS-4WID车辆横摆稳定性AFS+ARS+DYC滑模控制[J]. 张聪,王振臣,程菊,刘建旺. 汽车工程. 2014(03)
[9]基于实车试验数据的换道预警规则[J]. 付锐,马勇,郭应时,袁伟,孙浩. 吉林大学学报(工学版). 2015(02)
[10]4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 杨福广,阮久宏,李贻斌,荣学文,邱绪云,尹占芳. 农业机械学报. 2011(10)
博士论文
[1]无人驾驶汽车动态障碍物避撞关键技术研究[D]. 黄如林.中国科学技术大学 2017
[2]基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究[D]. 张卫忠.中国科学技术大学 2014
[3]无人驾驶车辆运动障碍物检测、预测和避撞方法研究[D]. 辛煜.中国科学技术大学 2014
[4]智能车辆自主导航中避障路径规划与跟踪控制研究[D]. 汪明磊.合肥工业大学 2013
[5]基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D]. 刘翔宇.合肥工业大学 2010
[6]基于自动驾驶系统的车辆纵横向运动综合控制研究[D]. 冀杰.重庆大学 2010
硕士论文
[1]横向主动避撞系统摄动模型及μ综合鲁棒控制研究[D]. 王潍.江苏大学 2017
[2]主动避撞纵向动力学模型及控制策略研究[D]. 刘逸群.江苏大学 2016
[3]基于测距雷达的汽车安全辅助驾驶技术研究[D]. 于立萍.清华大学 2004
本文编号：3645540
【文章来源】：长安大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 智能车辆研究与发展的问题
1.3 智能车辆的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 智能车辆转向避撞研究现状
1.5 本文研究内容安排
第二章 避撞和稳定性控制系统方案设计
2.1 总体方案设计
2.2 安全距离模型
2.2.1 换道安全距离模型
2.2.2 制动安全距离模型
2.3 存在障碍物的换道轨迹规划
2.4 本章小结
第三章 车辆动力学建模及转向控制器设计
3.1 引言
3.2 车辆侧向动力学建模
3.2.1 三自由度车辆模型
3.2.2 轮胎模型及特性分析
3.3 基于模型预测控制理论的转向控制器设计
3.3.1 模型预测控制理论
3.3.2 转向避撞控制器
3.4 转向控制器效果验证
3.4.1 仿真试验一：路径跟踪精度
3.4.2 仿真试验二：不同车速下的算法控制效果
3.4.3 仿真试验三：不同参数下的算法控制效果
3.5 本章小结
第四章 车辆稳定性控制器设计
4.1 引言
4.2 线性二自由度参考模型
4.3 基于模糊控制理论的直接横摆力矩控制器设计
4.3.1 模糊控制理论
4.3.2 变量选择及模糊化
4.3.3 模糊规则及反模糊化
4.3.4 制动压力控制器
4.3.5 制动力分配策略
4.4 稳定性控制器效果验证
4.5 本章小结
第五章 转向避撞与稳定性联合控制仿真试验
5.1 引言
5.2 联合仿真方法介绍
5.3 避撞控制仿真结果及分析
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[2]基于BP神经网络的纵向避撞安全辅助算法[J]. 章军辉,李庆,陈大鹏. 西安交通大学学报. 2017(07)
[3]电动汽车侧向换道行驶主动避撞控制算法[J]. 田彦涛,王晓玉,胡蕾蕾,廉宇峰,赵云,尹诚. 吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[4]基于自然驾驶数据的避撞预警对跟车行为影响[J]. 王雪松,朱美新,邢祎伦. 同济大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]车辆主动前轮转向与直接横摆力矩自适应控制[J]. 桑楠,魏民祥. 交通运输工程学报. 2016(03)
[6]基于路面附着系数估计的汽车纵向碰撞预警策略[J]. 朱冰,朴奇,赵健,吴坚,邓伟文. 汽车工程. 2016(04)
[7]基于车辆与行人危险工况的转向避撞控制策略[J]. 朱西产,刘智超,李霖. 汽车安全与节能学报. 2015(03)
[8]4WIS-4WID车辆横摆稳定性AFS+ARS+DYC滑模控制[J]. 张聪,王振臣,程菊,刘建旺. 汽车工程. 2014(03)
[9]基于实车试验数据的换道预警规则[J]. 付锐,马勇,郭应时,袁伟,孙浩. 吉林大学学报(工学版). 2015(02)
[10]4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制[J]. 杨福广,阮久宏,李贻斌,荣学文,邱绪云,尹占芳. 农业机械学报. 2011(10)
博士论文
[1]无人驾驶汽车动态障碍物避撞关键技术研究[D]. 黄如林.中国科学技术大学 2017
[2]基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究[D]. 张卫忠.中国科学技术大学 2014
[3]无人驾驶车辆运动障碍物检测、预测和避撞方法研究[D]. 辛煜.中国科学技术大学 2014
[4]智能车辆自主导航中避障路径规划与跟踪控制研究[D]. 汪明磊.合肥工业大学 2013
[5]基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D]. 刘翔宇.合肥工业大学 2010
[6]基于自动驾驶系统的车辆纵横向运动综合控制研究[D]. 冀杰.重庆大学 2010
硕士论文
[1]横向主动避撞系统摄动模型及μ综合鲁棒控制研究[D]. 王潍.江苏大学 2017
[2]主动避撞纵向动力学模型及控制策略研究[D]. 刘逸群.江苏大学 2016
[3]基于测距雷达的汽车安全辅助驾驶技术研究[D]. 于立萍.清华大学 2004
本文编号：3645540
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3645540.html
