自動(dòng)化公路系統(tǒng)車輛編隊(duì)控制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-06 21:30
汽車工業(yè)是圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能三個(gè)永恒的主題向前發(fā)展的。隨著眾多的新興技術(shù)被應(yīng)用于汽車上,現(xiàn)代汽車逐步向著智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動(dòng)化發(fā)展。與此同時(shí),各種交通問(wèn)題日漸突出,所以運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)來(lái)解決交通問(wèn)題的思想便應(yīng)運(yùn)而生。本文以自動(dòng)化公路系統(tǒng)中的車輛編隊(duì)控制為主題,研究解決現(xiàn)存交通問(wèn)題的車輛編隊(duì)方法。結(jié)合輪胎“魔術(shù)公式”建立了七自由度車輛模型,作為編隊(duì)控制中的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解器。建立了基于車間距誤差的車輛縱向隊(duì)列模型,采用雙向—領(lǐng)航者跟隨法和前車—領(lǐng)航者跟隨法設(shè)計(jì)了車輛縱向跟隨滑?刂破。根據(jù)車輛橫向預(yù)瞄方法,設(shè)計(jì)了車輛車道保持滑模控制器。采用三角函數(shù)方法規(guī)劃了車輛換道軌跡,設(shè)計(jì)了車輛換道滑?刂破鳌2捎肔yapunov穩(wěn)定性分析方法驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的滑?刂破鞯姆(wěn)定性。通過(guò)搭建MATLAB/Simulink仿真模型,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的滑?刂品椒ǖ目尚行浴=Y(jié)合自動(dòng)化公路系統(tǒng)的工作原理,提出了車輛出入隊(duì)和車隊(duì)拆分合并的編隊(duì)控制策略。針對(duì)車輛隊(duì)列行駛和車隊(duì)整體換道兩種基礎(chǔ)的車輛編隊(duì)動(dòng)作,設(shè)計(jì)了車隊(duì)縱向跟隨與車道保持耦合控制器、車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道耦合控制器。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真,證明...
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 車輛編隊(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.1.1 車輛側(cè)偏角和滑移率
2.1.2 輪胎動(dòng)力學(xué)模型
2.1.3 整車模型
2.1.4 車輛仿真模型
2.2 本章小結(jié)
第3章 車隊(duì)中車輛縱橫向控制
3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制方法
3.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
3.1.2 滑模面設(shè)計(jì)
3.1.3 趨近律設(shè)計(jì)
3.1.4 滑模可達(dá)條件
3.1.5 抖振問(wèn)題
3.2 車輛縱向跟隨控制
3.2.1 一階車隊(duì)模型
3.2.2 縱向跟隨滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
3.2.3 縱向跟隨穩(wěn)定性分析
3.2.4 縱向跟隨仿真分析
3.3 車輛車道保持控制
3.3.1 車道保持控制模型
3.3.2 車道保持滑模控制律設(shè)計(jì)
3.3.3 車道保持穩(wěn)定性分析
3.3.4 車道保持仿真分析
3.4 車輛換道控制
3.4.1 車輛換道軌跡規(guī)劃
3.4.2 車輛換道滑模控制律設(shè)計(jì)
3.4.3 車輛換道穩(wěn)定性分析
3.4.4 車輛換道仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 車輛編隊(duì)控制
4.1 自動(dòng)化公路系統(tǒng)工作原理
4.2 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持耦合控制
4.2.1 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
4.2.2 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持穩(wěn)定性分析
4.2.3 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持仿真分析
4.3 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道耦合控制
4.3.1 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
4.3.2 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道穩(wěn)定性分析
4.3.3 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道仿真分析
4.4 車輛編隊(duì)車路協(xié)同控制描述
4.4.1 車輛出隊(duì)入隊(duì)控制描述
4.4.2 車隊(duì)拆分合并控制描述
4.5 本章小結(jié)
第5章 車輛編隊(duì)MATLAB與 CarSim聯(lián)合仿真
5.1 車輛編隊(duì)滑模控制
5.1.1 車輛編隊(duì)換道距離確定
5.1.2 車輛編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)
5.2 MATLAB與 CarSim聯(lián)合仿真分析
5.2.1 車輛出入隊(duì)仿真分析
5.2.2 車隊(duì)拆分合并仿真分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于毫米波雷達(dá)的汽車盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 許正凱. 今日電子. 2017(03)
[2]智能交通系統(tǒng)綜述[J]. 趙娜,袁家斌,徐晗. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(11)
[3]隨機(jī)車輛跟隨系統(tǒng)的魯棒控制[J]. 施繼忠,張繼業(yè),胡永舉,陳彥秋. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的車道保持系統(tǒng)[J]. 張海林,羅禹貢,江青云,李克強(qiáng). 汽車工程. 2013(06)
[5]連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)滑模趨近律的改進(jìn)[J]. 姚中華,孫躍,唐春森,王智慧,戴欣. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]輪胎穩(wěn)態(tài)模型的分析綜述[J]. 張向文,王飛躍,高彥臣. 汽車技術(shù). 2012(02)
[7]智能交通系統(tǒng)車道保持縱橫向耦合控制[J]. 任殿波,張京明,崔勝民,張繼業(yè). 控制理論與應(yīng)用. 2010(12)
[8]車輛編隊(duì)系統(tǒng)的分布式控制[J]. 李暉,伍清河,黃煌. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(11)
[9]自主車隊(duì)的非線性建模與控制[J]. 岳偉,郭戈. 控制與決策. 2009(07)
[10]智能交通系統(tǒng)研發(fā)歷程與動(dòng)態(tài)述評(píng)[J]. 王笑京. 城市交通. 2008(01)
碩士論文
[1]動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中多自主車輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化[D]. 李翰博.吉林大學(xué) 2016
[2]基于車載自組織網(wǎng)絡(luò)的車輛編隊(duì)控制系統(tǒng)研究[D]. 陳先鵬.大連海事大學(xué) 2016
[3]車路協(xié)同中的智能車編隊(duì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 董龍飛.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[4]智能車輛隊(duì)列縱向控制系統(tǒng)的建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張向南.貴州大學(xué) 2015
[5]基于四元素構(gòu)架的車輛隊(duì)列動(dòng)力學(xué)建模與分布式控制[D]. 鄭洋.清華大學(xué) 2015
[6]基于魯棒自適應(yīng)控制的車輛領(lǐng)航編隊(duì)控制方法研究[D]. 韓璐.北京交通大學(xué) 2015
[7]車輛編隊(duì)控制[D]. 張慧.遼寧科技大學(xué) 2014
[8]基于有限狀態(tài)機(jī)的車隊(duì)縱向協(xié)作策略建模與仿真[D]. 黃子超.武漢理工大學(xué) 2013
[9]自治汽車列隊(duì)控制仿真軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳建中.武漢理工大學(xué) 2012
[10]基于反饋線性化的車輛編隊(duì)控制[D]. 錢方.大連海事大學(xué) 2011
本文編號(hào):3711667
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 車輛編隊(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.1.1 車輛側(cè)偏角和滑移率
2.1.2 輪胎動(dòng)力學(xué)模型
2.1.3 整車模型
2.1.4 車輛仿真模型
2.2 本章小結(jié)
第3章 車隊(duì)中車輛縱橫向控制
3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制方法
3.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
3.1.2 滑模面設(shè)計(jì)
3.1.3 趨近律設(shè)計(jì)
3.1.4 滑模可達(dá)條件
3.1.5 抖振問(wèn)題
3.2 車輛縱向跟隨控制
3.2.1 一階車隊(duì)模型
3.2.2 縱向跟隨滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
3.2.3 縱向跟隨穩(wěn)定性分析
3.2.4 縱向跟隨仿真分析
3.3 車輛車道保持控制
3.3.1 車道保持控制模型
3.3.2 車道保持滑模控制律設(shè)計(jì)
3.3.3 車道保持穩(wěn)定性分析
3.3.4 車道保持仿真分析
3.4 車輛換道控制
3.4.1 車輛換道軌跡規(guī)劃
3.4.2 車輛換道滑模控制律設(shè)計(jì)
3.4.3 車輛換道穩(wěn)定性分析
3.4.4 車輛換道仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 車輛編隊(duì)控制
4.1 自動(dòng)化公路系統(tǒng)工作原理
4.2 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持耦合控制
4.2.1 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
4.2.2 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持穩(wěn)定性分析
4.2.3 車隊(duì)縱向跟隨與車道保持仿真分析
4.3 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道耦合控制
4.3.1 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
4.3.2 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道穩(wěn)定性分析
4.3.3 車隊(duì)縱向跟隨與車輛換道仿真分析
4.4 車輛編隊(duì)車路協(xié)同控制描述
4.4.1 車輛出隊(duì)入隊(duì)控制描述
4.4.2 車隊(duì)拆分合并控制描述
4.5 本章小結(jié)
第5章 車輛編隊(duì)MATLAB與 CarSim聯(lián)合仿真
5.1 車輛編隊(duì)滑模控制
5.1.1 車輛編隊(duì)換道距離確定
5.1.2 車輛編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)
5.2 MATLAB與 CarSim聯(lián)合仿真分析
5.2.1 車輛出入隊(duì)仿真分析
5.2.2 車隊(duì)拆分合并仿真分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于毫米波雷達(dá)的汽車盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 許正凱. 今日電子. 2017(03)
[2]智能交通系統(tǒng)綜述[J]. 趙娜,袁家斌,徐晗. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(11)
[3]隨機(jī)車輛跟隨系統(tǒng)的魯棒控制[J]. 施繼忠,張繼業(yè),胡永舉,陳彥秋. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的車道保持系統(tǒng)[J]. 張海林,羅禹貢,江青云,李克強(qiáng). 汽車工程. 2013(06)
[5]連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)滑模趨近律的改進(jìn)[J]. 姚中華,孫躍,唐春森,王智慧,戴欣. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]輪胎穩(wěn)態(tài)模型的分析綜述[J]. 張向文,王飛躍,高彥臣. 汽車技術(shù). 2012(02)
[7]智能交通系統(tǒng)車道保持縱橫向耦合控制[J]. 任殿波,張京明,崔勝民,張繼業(yè). 控制理論與應(yīng)用. 2010(12)
[8]車輛編隊(duì)系統(tǒng)的分布式控制[J]. 李暉,伍清河,黃煌. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(11)
[9]自主車隊(duì)的非線性建模與控制[J]. 岳偉,郭戈. 控制與決策. 2009(07)
[10]智能交通系統(tǒng)研發(fā)歷程與動(dòng)態(tài)述評(píng)[J]. 王笑京. 城市交通. 2008(01)
碩士論文
[1]動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中多自主車輛系統(tǒng)協(xié)作控制與分布式優(yōu)化[D]. 李翰博.吉林大學(xué) 2016
[2]基于車載自組織網(wǎng)絡(luò)的車輛編隊(duì)控制系統(tǒng)研究[D]. 陳先鵬.大連海事大學(xué) 2016
[3]車路協(xié)同中的智能車編隊(duì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 董龍飛.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[4]智能車輛隊(duì)列縱向控制系統(tǒng)的建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張向南.貴州大學(xué) 2015
[5]基于四元素構(gòu)架的車輛隊(duì)列動(dòng)力學(xué)建模與分布式控制[D]. 鄭洋.清華大學(xué) 2015
[6]基于魯棒自適應(yīng)控制的車輛領(lǐng)航編隊(duì)控制方法研究[D]. 韓璐.北京交通大學(xué) 2015
[7]車輛編隊(duì)控制[D]. 張慧.遼寧科技大學(xué) 2014
[8]基于有限狀態(tài)機(jī)的車隊(duì)縱向協(xié)作策略建模與仿真[D]. 黃子超.武漢理工大學(xué) 2013
[9]自治汽車列隊(duì)控制仿真軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳建中.武漢理工大學(xué) 2012
[10]基于反饋線性化的車輛編隊(duì)控制[D]. 錢方.大連海事大學(xué) 2011
本文編號(hào):3711667
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