基于滑模变结构控制的汽车随动后视镜系统研究

发布时间：2022-08-12 10:18

　　行车安全一直得到人们的高度关注,通常行车安全与否决定于驾驶员获得的信息多少,而其很大程度取决于驾驶员的视野范围。驾驶员主要通过外后视镜获得车辆的侧方和后方视野,但由于外后视镜的尺寸、角度等限制,车辆侧后方存在视野盲区,而该区域为事故高发区。为减小驾驶员行车过程中的视野盲区,提高驾驶安全性,进行随动后视镜系统研究。随动后视镜系统功能在于根据车速、方向盘转角和转向灯等信号,通过单片机进行电机位置伺服控制,实时调整后视镜角度。本文在分析车辆转向运动轨迹、后视镜位置和驾驶员盲区的关系基础上,研究后视镜直流无刷电机滑模控制算法,设计随动后视镜系统的硬件电路和软件控制策略。研究车速和方向盘转角对车辆运动轨迹的影响,针对具体车型仿真得到车辆轨迹曲线。考虑驾驶员眼睛和头部转动,确定驾驶员眼点,根据驾驶员眼点、后视镜位置和车辆固有信息确定驾驶员的视野盲区。综合行车轨迹和驾驶员视野范围,确定后视镜合适的转动位置作为随动后视镜系统的给定。选定直流无刷电机作为随动后视镜系统的执行机构,建立其数学模型,并对其进行简化,方便设计控制算法。提出基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置控制算法,通过反步法虚拟速度控... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 直流无刷电机及相关控制理论
    2.1 直流无刷电机
        2.1.1 电机结构
        2.1.2 电压方程
        2.1.3 转矩和运动方程
        2.1.4 简化的电机模型
    2.2 相关控制理论
        2.2.1 PID控制
        2.2.2 滑模变结构
        2.2.3 反步法
        2.2.4 状态观测器
    2.3 本章小结
3 后视镜随动转角研究
    3.1 车辆运动轨迹研究
        3.1.1 理论分析
        3.1.2 模型仿真
    3.2 驾驶员视野研究
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 模型仿真
    3.3 后视镜随动转角的确定
    3.4 本章小结
4 直流无刷电机滑模变结构控制
    4.1 滑模反步法位置伺服控制
        4.1.1 算法设计
        4.1.2 仿真实验
    4.2 状态观测器位置伺服控制
        4.2.1 算法设计
        4.2.2 仿真实验
    4.3 本章小结
5 随动后视镜系统软硬件设计
    5.1 系统结构与功能
    5.2 硬件设计
        5.2.1 整体硬件结构
        5.2.2 MCU模块
        5.2.3 电源模块
        5.2.4 电机驱动模块
        5.2.5 信号采集模块
    5.3 软件设计
        5.3.1 系统状态流程
        5.3.2 故障诊断
        5.3.3 信号滤波
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3675696