智能电动车模糊自适应横纵向控制策略的研究
发布时间：2022-10-05 15:17
智能车辆是未来汽车行业发展的方向,也是解决交通安全问题的一剂良药。运动控制是智能车辆的核心问题之一,主要包括横向控制和纵向控制。但是由于智能车辆具有高度非线性动态特性,运行环境比较复杂,受外界因素影响较大,横纵向控制算法存在适应性不高,计算复杂,参数不易确定等问题。因此本文对车辆驾驶智能技术的关键技术-横纵向控制展开研究。主要研究内容有:（1）针对车辆的纵向控制,本文根据起步、加速、减速等典型工况的车辆动力学分析和电动车的电机控制特性,采用加入变积分与微分项修正的改进型增量式PID算法实现车速的快速收敛,考虑到驾驶舒适性,对刹车部分采用电机控制为主,电子刹车为辅的协同方法实现稳定刹车。（2）针对车辆的横向控制,本文根据变论域理论加入模糊修正因子,然后以道路前方某一预瞄点处的侧向位置偏差作为系统偏差量设计算法,以实际行驶轨迹,方向盘转动角度,EPS电机电流为观测量,通过“轨迹-角度-电流”三层模糊自适应PID算法输出EPS控制信号,提高了转向的稳定性和准确性。（3）对车辆的横纵向协调控制,本文以横向控制为切入点,采用了基于模糊控制的前馈变传动比控制和反馈纵向车速调节控制,通过前馈和反馈的...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 智能车辆研究现状
1.2.2 智能车辆纵向控制研究现状
1.2.3 智能车辆横向控制研究现状
1.3 论文主要工作
第2章 智能电动汽车驾驶系统及构成
2.1 车辆智能驾驶系统需求分析
2.2 车辆智能驾驶系统架构
2.2.1 系统硬件结构
2.2.2 系统软件流程
2.2.3 整车控制器CAN网络搭建
2.3 车辆智能驾驶系统设备配置
2.3.1 环境感知系统
2.3.2 整车行驶控制系统
2.4 本章小结
第3章 智能车辆自适应纵向控制
3.1 车辆速度控制概述
3.2 车辆纵向运动模型
3.3 车速自适应控制器设计
3.3.1 PID控制算法
3.3.2 变积分和微分项处理
3.3.3 速度控制器整体结构及控制流程图
3.3.4 刹车控制策略
3.4 速度控制器仿真与结果分析
3.5 本章小结
第4章 智能车辆模糊自适应横向控制
4.1 车辆横向控制概述
4.2 车辆横向运动学模型
4.3 横向控制系统总体设计
4.4 基于“距离-角度-电流”三层模糊自适应方向控制器设计
4.4.1 模糊自适应PID参数整定
4.4.2 量化因子和比例因子修正
4.4.3 “距离-角度-电流”三层串级控制结构
4.5 方向控制器仿真与结果分析
4.6 本章小结
第5章 横纵向协同控制策略与实车验证
5.1 智能电动汽车横纵向协同控制策略
5.1.1 横纵向协同控制器设计
5.1.2 变传动比控制
5.1.3 纵向车速调节控制
5.2 实车实验平台搭建及数据监控
5.3 智能车辆纵向车速控制实验
5.3.1 采用不同算法控制效果对比分析
5.3.2 改进型PID算法在不同车速下实验
5.4 智能车辆横向方向控制实验
5.5 智能车辆横纵向协同控制实验
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
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]智能汽车横向控制方法研究综述[J]. 陈慧岩,陈舒平,龚建伟. 兵工学报. 2017(06)
[2]基于无模型自适应控制的无人驾驶汽车横向控制方法[J]. 田涛涛,侯忠生,刘世达,邓志东. 自动化学报. 2017(11)
[3]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)
[4]基于自抗扰技术的汽车变传动比转向控制[J]. 白玉,桑楠. 南京理工大学学报. 2015(04)
[5]激光传感器原理及其应用[J]. 赵继聪,周盼,秦魏. 科技致富向导. 2011(09)
[6]变论域自适应模糊PID方法的研究与仿真[J]. 朱岩,郭军平. 空军工程大学学报(自然科学版). 2005(05)
[7]基于油门与制动的轮式移动机器人纵向速度控制[J]. 张相洪,龚建伟,陆际联. 北京理工大学学报. 2003(01)
[8]非线性系统的变论域稳定自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银. 中国科学E辑:技术科学. 2002(02)
博士论文
[1]车载网络的若干关键技术研究[D]. 陈筠翰.吉林大学 2014
[2]视觉导航式智能车辆横向与纵向控制研究[D]. 郭景华.大连理工大学 2012
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]无模型自适应控制在无人驾驶汽车中的应用[D]. 田涛涛.北京交通大学 2017
[3]无人驾驶车辆的自动转向控制[D]. 余如.吉林大学 2016
[4]智能车辆局部避障路径规划及横向运动控制研究[D]. 陈东.湖南大学 2016
[5]智能车横、纵向运动综合控制方法研究[D]. 王建强.贵州大学 2016
[6]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
本文编号：3686017
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 智能车辆研究现状
1.2.2 智能车辆纵向控制研究现状
1.2.3 智能车辆横向控制研究现状
1.3 论文主要工作
第2章 智能电动汽车驾驶系统及构成
2.1 车辆智能驾驶系统需求分析
2.2 车辆智能驾驶系统架构
2.2.1 系统硬件结构
2.2.2 系统软件流程
2.2.3 整车控制器CAN网络搭建
2.3 车辆智能驾驶系统设备配置
2.3.1 环境感知系统
2.3.2 整车行驶控制系统
2.4 本章小结
第3章 智能车辆自适应纵向控制
3.1 车辆速度控制概述
3.2 车辆纵向运动模型
3.3 车速自适应控制器设计
3.3.1 PID控制算法
3.3.2 变积分和微分项处理
3.3.3 速度控制器整体结构及控制流程图
3.3.4 刹车控制策略
3.4 速度控制器仿真与结果分析
3.5 本章小结
第4章 智能车辆模糊自适应横向控制
4.1 车辆横向控制概述
4.2 车辆横向运动学模型
4.3 横向控制系统总体设计
4.4 基于“距离-角度-电流”三层模糊自适应方向控制器设计
4.4.1 模糊自适应PID参数整定
4.4.2 量化因子和比例因子修正
4.4.3 “距离-角度-电流”三层串级控制结构
4.5 方向控制器仿真与结果分析
4.6 本章小结
第5章 横纵向协同控制策略与实车验证
5.1 智能电动汽车横纵向协同控制策略
5.1.1 横纵向协同控制器设计
5.1.2 变传动比控制
5.1.3 纵向车速调节控制
5.2 实车实验平台搭建及数据监控
5.3 智能车辆纵向车速控制实验
5.3.1 采用不同算法控制效果对比分析
5.3.2 改进型PID算法在不同车速下实验
5.4 智能车辆横向方向控制实验
5.5 智能车辆横纵向协同控制实验
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
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]智能汽车横向控制方法研究综述[J]. 陈慧岩,陈舒平,龚建伟. 兵工学报. 2017(06)
[2]基于无模型自适应控制的无人驾驶汽车横向控制方法[J]. 田涛涛,侯忠生,刘世达,邓志东. 自动化学报. 2017(11)
[3]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)
[4]基于自抗扰技术的汽车变传动比转向控制[J]. 白玉,桑楠. 南京理工大学学报. 2015(04)
[5]激光传感器原理及其应用[J]. 赵继聪,周盼,秦魏. 科技致富向导. 2011(09)
[6]变论域自适应模糊PID方法的研究与仿真[J]. 朱岩,郭军平. 空军工程大学学报(自然科学版). 2005(05)
[7]基于油门与制动的轮式移动机器人纵向速度控制[J]. 张相洪,龚建伟,陆际联. 北京理工大学学报. 2003(01)
[8]非线性系统的变论域稳定自适应模糊控制[J]. 李洪兴,苗志宏,王加银. 中国科学E辑:技术科学. 2002(02)
博士论文
[1]车载网络的若干关键技术研究[D]. 陈筠翰.吉林大学 2014
[2]视觉导航式智能车辆横向与纵向控制研究[D]. 郭景华.大连理工大学 2012
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]无模型自适应控制在无人驾驶汽车中的应用[D]. 田涛涛.北京交通大学 2017
[3]无人驾驶车辆的自动转向控制[D]. 余如.吉林大学 2016
[4]智能车辆局部避障路径规划及横向运动控制研究[D]. 陈东.湖南大学 2016
[5]智能车横、纵向运动综合控制方法研究[D]. 王建强.贵州大学 2016
[6]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
本文编号：3686017
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3686017.html
