智能車輛作為智能交通系統(tǒng)的重要組成之一,是集眾多高新技術于一身的新興智能體,其中,路徑跟蹤控制是研究智能車輛無人駕駛的基本問題。由于車輛在運動過程中,其縱橫向系統(tǒng)具有高度的非線性且相互之間存在復雜的耦合關系,設計穩(wěn)定、有效的路徑跟蹤控制系統(tǒng)存在一定的困難。針對這一問題,本文基于分層控制思想,設計了縱橫向協(xié)調控制的智能車輛路徑跟蹤系統(tǒng),本文主要研究內容包括:首先,在分析車輛路徑跟蹤過程中的受力以及運動狀態(tài)的基礎上,建立了整車7自由度動力學模型及非線性輪胎模型�？紤]到車輛動力傳動系統(tǒng)的非線性特性對車輛行駛過程中縱向運動控制的影響,基于分塊建模思想建立了包括發(fā)動機、液力變矩器、自動變速器、以及主減速器等在內的縱向動力傳動系統(tǒng)模型。并分析了車輛縱向動力傳動特性以及穩(wěn)態(tài)轉向特性,為下文分層式路徑跟蹤控制系統(tǒng)的設計提供了模型基礎。其次,基于線性解耦的車輛路徑跟蹤模型,設計了分層控制系統(tǒng)的上層最優(yōu)控制器,以跟蹤過程中的跟蹤性能和行駛性能為指標建立目標函數,通過自適應地調節(jié)加權矩陣與縱向車速之間的關系,實時規(guī)劃出當前時刻的最優(yōu)車速以及最優(yōu)前輪轉角。在假設下層控制器能穩(wěn)定跟蹤上層最優(yōu)控制器輸出的情況下,...

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 智能車輛關鍵技術
    1.3 智能車輛路徑跟蹤控制國內外研究現狀
        1.3.1 橫向運動控制國內外研究現狀
        1.3.2 縱向運動控制國內外研究現狀
        1.3.3 縱橫向協(xié)調控制國內外研究現狀
    1.4 本文研究內容及方法
第二章 整車動力學模型及仿真研究
    2.1 車輛非線性動力學模型
        2.1.1 坐標系定義及轉換
        2.1.2 整車系統(tǒng)動力學分析
        2.1.3 輪胎模型
    2.2 車輛動力傳動系統(tǒng)
        2.2.1 車輛動力傳動系統(tǒng)總體結構
        2.2.2 動力傳動系統(tǒng)模型
    2.3 整車動力學模型仿真驗證
        2.3.1 仿真工況設計
        2.3.2 仿真結果分析
    2.4 本章小結
第三章 基于縱橫向協(xié)調控制的智能車輛上層最優(yōu)控制器設計
    3.1 引言
    3.2 路徑跟蹤模型建立
        3.2.1 整車動力學模型簡化
        3.2.2 預瞄誤差模型
    3.3 路徑跟蹤最優(yōu)控制器設計
        3.3.1 線性時變路徑跟蹤模型
        3.3.2 目標函數選取
        3.3.3 約束條件建立
        3.3.4 加權矩陣選取
        3 3.5 最優(yōu)控制律求解
    3.4 仿真分析
        3.4.1 預瞄距離選取
        3.4.2 仿真工況
        3.4.3 仿真對比
    3.5 本章小結
第四章 基于縱橫向協(xié)調控制的智能車輛下層控制器設計
    4.1 基于模糊PD理論的智能車輛縱向控制器設計
        4.1.1 車輛逆縱向動力學模型
        4.1.2 制動/驅動切換策略
        4.1.3 基于模糊PD控制算法的縱向控制系統(tǒng)設計
        4.1.4 仿真分析
    4.2 基于模型非線性部分的模糊轉角補償控制器設計
        4.2.1 輸入變量模糊化
        4.2.2 模糊規(guī)則制定
        4.2.3 輸出變量去模糊化
        4.2.4 仿真分析
    4.3 智能車輛縱橫向協(xié)調控制策略
        4.3.1 縱橫向協(xié)調控制框架搭建
        4.3.2 聯合仿真的建立
        4.3.3 仿真分析
    4.4 本章小結
第五章 智能車輛路徑跟蹤控制HiL試驗研究
    5.1 HiL測試平臺工作原理介紹
    5.2 HiL試驗相關系統(tǒng)搭建
        5.2.1 被控對象模型搭建
        5.2.2 基于RCP的控制模型開發(fā)
    5.3 HiL臺架測試與分析
    5.4 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
碩士期間參加的科研項目及學術成果
    參加的科研項目
    發(fā)表的學術論文
    公開的發(fā)明專利



本文編號：3831379