汽车主动避撞系统轨迹规划及稳定性控制研究

发布时间：2023-05-22 04:37

　　汽车主动避撞系统可以有效降低驾驶员劳动强度及驾驶的复杂性,提高汽车高速行驶的安全性、舒适性及交通效率。本文基于汽车主动转向系统,围绕主动避撞车辆的轨迹规划以及稳定控制展开研究。本文的主要研究内容为:首先,搭建汽车整车动力学模型、整车运动学模型、驾驶员模型、轮胎模型以及主动前轮转向系统模型,转向系统模型主要包括了转向盘与转向轴耦合模型、双排行星齿轮系模型、转向电机模型以及齿轮齿条模型,为主动避撞系统的轨迹规划和稳定控制奠定基础。其次,搭建最小安全距离模型、临界转向距离模型以及侧向安全距离模型;采用分段规划策略规划车辆转向避撞轨迹,运用5次多项式规划车道变换的轨迹簇;分析车辆变换车道时潜在危险点的临界碰撞条件、汽车舒适运行的临界条件以及车辆的物理极限等,建立轨迹规划的动力学约束、运动学约束以及动力学优化目标,规划系统的最优避撞轨迹。最后,设计主动避撞系统的稳定控制策略。针对H_∞混合灵敏度控制方法在某些工况下存在控制输出过大以及运行过程中稳定性和跟踪性能存在矛盾等问题,将可拓控制思想引入到H_∞混合灵敏度控制并融合两者优势,提出H_∞

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 主动避撞系统发展概况
    1.3 主动转向避撞系统研究现状
        1.3.1 轨迹规划与跟踪控制研究现状
        1.3.2 稳定性控制研究现状
    1.4 本文的研究内容
第二章 汽车主动避撞系统动力学及运动学建模
    2.1 引言
    2.2 整车动力学模型
    2.3 主动转向系统模型
        2.3.1 转向盘与转向轴模型
        2.3.2 双行星齿轮系模型
        2.3.3 转向电机模型
        2.3.4 齿轮齿条模型
    2.4 驾驶员模型
    2.5 轮胎模型
    2.6 整车运动学模型
    2.7 本章小结
第三章 主动避撞系统分段轨迹规划策略
    3.1 引言
    3.2 自主避撞轨迹规划描述
    3.3 变道阶段轨迹规划
        3.3.1 变道起点确定
        3.3.2 变道终点的确定
        3.3.3 变道轨迹的约束条件确定
        3.3.4 轨迹优化
    3.4 加速阶段及回道阶段的轨迹规划
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
第四章 主动避撞系统稳定性跟踪控制策略
    4.1 引言
    4.2 现有问题阐述
    4.3 稳定性跟踪控制
        4.3.1 可拓控制
        4.3.2 H_∞/可拓混合控制
    4.4 联合仿真与分析
        4.4.1 低速工况
        4.4.2 低附着系数工况
        4.4.3 高速工况
        4.4.4 干扰工况
        4.4.5 障碍车车道偏离工况
    4.5 本章小结
第五章 全文总结
    5.1 全文总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
致谢
在研期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3822015