發(fā)布時間：2020-08-21 21:25

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,城市中汽車的數(shù)量逐年上升,與此同時,由于駕駛員在駕駛技能水平、駕駛習(xí)慣、路況掌控能力、生理狀態(tài)等各方面存在差異,導(dǎo)致交通事故頻繁發(fā)生,無人駕駛汽車的出現(xiàn)將極大程度的解決這一問題。軌跡跟隨作為無人駕駛汽車的一個核心問題,其主要內(nèi)容為通過控制車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(側(cè)向路徑跟隨控制)及動力驅(qū)動系統(tǒng)(縱向速度跟隨控制)使得汽車按照規(guī)劃的軌跡行駛。在課題研究過程中,首先建立了七自由度車輛動力學(xué)模型及非線性輪胎模型。隨后在車輛動力學(xué)縱向及側(cè)向解耦的情況下分別對它們展開了研究,其中車輛縱向控制采用了具有較強(qiáng)自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,車輛側(cè)向控制采用了基于反饋的最優(yōu)預(yù)瞄控制器。在進(jìn)行控制方法理論研究的同時,在Matlab/Simulink平臺中完成了車輛、輪胎模型的建立,并對縱向、側(cè)向控制器進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果也驗(yàn)證了控制器能滿足無人駕駛車輛的需求。在進(jìn)行側(cè)向控制器仿真驗(yàn)證的過程中,當(dāng)車速較高、道路曲率變化較大的情況下,側(cè)向控制器的跟隨效果出現(xiàn)了明顯的下降,鑒于此,本文進(jìn)一步研究了通過論域自調(diào)整的模糊系統(tǒng)來動態(tài)更新預(yù)瞄時間。在不同車速、不到道路曲率的情況下選擇不同的預(yù)瞄時間,使得最優(yōu)預(yù)瞄控制器具有更強(qiáng)的適應(yīng)性,并在Matlab/Simulink平臺中完成了改進(jìn)控制器的仿真驗(yàn)證。并通過對比仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的控制器較固定預(yù)瞄時間的最優(yōu)預(yù)瞄控制器以及經(jīng)典的模型預(yù)測控制器具有更好的路徑跟隨性,并能夠在各種車況及路況下更好的體現(xiàn)駕駛員的駕駛操作過程,證明了可變預(yù)瞄時間控制器有著更好的車輛控制效果。
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6
【圖文】：

通安全問題，世界各大汽車零配件商及汽車廠商從汽車主動安全以及被動安全理論著逡逑手，于１９世紀(jì)５０年代初提出諸如安全氣囊、安全帶等一系列汽車被動安全措施，從而逡逑避免當(dāng)發(fā)生交通事故時，給車內(nèi)乘客帶來更大的傷害Ｗ。如圖１．１所示，為汽車主動安逡逑全技術(shù)中的安全氣囊。逡逑圖ｉ．ｉ安全氣囊逡逑隨著時間的推移，汽車研究領(lǐng)域的有關(guān)專家發(fā)現(xiàn)，車輛被動安全技術(shù)是針對事故發(fā)逡逑生以后的保護(hù)措施，并不能適應(yīng)于當(dāng)前復(fù)雜的交通安全環(huán)境，因此開始將研究方向由針逡逑對事故發(fā)生后的被動安全措施，轉(zhuǎn)為具有預(yù)防以及控制功能的主動安全措施。１９世紀(jì)逡逑８０年代以來，為了適應(yīng)汽車交通環(huán)境的需要，提高汽車主動安全性能的裝置開始出現(xiàn)，逡逑并受到了各大汽車廠商的青睞與追逐，這些汽車主動安全裝置進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對汽車的有逡逑效控制，并進(jìn)一步改善了汽車行駛的穩(wěn)定性與舒適性。此后，汽車電子通信技術(shù)以及傳逡逑感技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段，各種主動安全裝置如雨后春筍般出現(xiàn)，如驅(qū)動防滑系統(tǒng)、制逡逑動防抱死系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、主動防追尾系統(tǒng)、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)、防碰撞預(yù)警系逡逑統(tǒng)寺逐漸在汽車中得到普及

圖１．４紅旗ＨＱ３無人駕駛汽車逡逑綜上可以得知，我國研宄無人駕駛領(lǐng)域的主力軍是高校以及研究所，而現(xiàn)如今隨著逡逑

Ｙ邋＝邋ＶＸ＊邋ｓｉｒｕｐ＋邋Ｖｙ＊邋ｃｏｓ邋ｑ＞逡逑式（２．１）中，（ｘ，ｙ）為地面坐標(biāo)系下車輛的位置坐標(biāo)，ｐ表示為車輛的航向角，逡逑Ｋ表示車輛的縱向速度，６表示車輛的側(cè)向速度，如圖２．１所示：逡逑Ａ逡逑Ｇｌｏｂａｌ邋Ｙ逡逑＾邋0邋（Ｘ．Ｙ）逡逑0邐／ｙ／，／／ＧｌｏｂａｌＸ逡逑圖２．１地面坐標(biāo)系逡逑２．１．２車輛動力學(xué)建模逡逑無人駕駛汽車是一個復(fù)雜的多體動力學(xué)系統(tǒng)，在行車過程中，隨著無人駕駛汽車行逡逑駛速度和前輪轉(zhuǎn)角的不斷變化，輪胎將呈現(xiàn)為非線性特征，并且路面對于輪胎所作用的逡逑力和力矩，將對無人駕駛汽車的動態(tài)特征產(chǎn)生較大影響。逡逑１５逡逑

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本文編號：2799878