论文部分内容阅读
车辆横向辅助系统作为汽车主动安全控制系统的重要组成部分,主要包括车道保持、车道偏离预警、车辆横向助力控制等,其应用能够极大的减少因驾驶员误操作或疲劳而导致的交通事故。其中,关于车辆横向助力控制,现有研究大多忽略了驾驶员操纵行为的差异性,以固定参数设计车辆的辅助控制系统,导致驾驶员对辅助系统的接受度降低。因此,针对驾驶员操纵特性,设计更加满足驾驶员需求的横向助力控制方法,对提高车辆横向辅助系统的适应性以及车辆驾驶稳定性等具有实际意义。论文基于信息物理系统理论,对人-车-路组成的车辆横向控制这一典型信息物理融合系统进行横向助力控制方法研究。论文首先针对现有的横向驾驶员模型,设计了驾驶员模型的梯度校正参数估计方法,并利用驾驶模拟实验平台对驾驶员模型进行参数估计。在此基础上,论文考虑驾驶员操作特性设计了车辆横向助力T-S模糊控制方法,并针对驾驶员对现有辅助系统接受度较低的问题,提出了考虑驾驶员满意度的模型预测助力控制方法。主要研究内容如下:(1)由于驾驶员生理参数检测难度大,检测设备对驾驶员干扰较大等问题。本文基于梯度校正方法设计了驾驶员模型参数估计方法。分析对比了基于梯度校正估计方法的优势。并通过驾驶模拟实验平台验证了该估计方法得到的驾驶员模型能反应驾驶员的操作情况,验证了方法的有效性。(2)针对当前横向助力控制中模型参数固定问题,通过梯度校正估计出驾驶员模型参数后,对辅助控制器进行设计。将驾驶员模型考虑到人-车-路闭环控制系统中,设计考虑驾驶员操纵特性的车辆横向助力控制系统。同时考虑驾驶员由于反应时间不同带来的辅助需求不同问题,设计了考虑驾驶员总反应时间的辅助控制方法。并通过实验验证了所提出的控制方法能进一步保障驾驶安全性。(3)针对辅助控制系统和驾驶员协同对车辆控制过程中,驾驶安全及驾驶员满意度问题。首先确定了驾驶员满意度的定义,建立综合辅助力矩大小及辅助力矩变化率的满意度函数,在此基础上建立了在考虑车辆道路跟踪精度的同时考虑驾驶员满意度的优化目标,以车辆横摆角与侧向运动极限,辅助力矩大小及变化率,车辆行驶安全性为约束,采用模型预测控制方法进行辅助控制系统设计。最后通过实验,验证了所提出的方法能够保障车辆在行驶安全的情况下,提高驾驶员对辅助控制系统的满意度,在保障道路跟踪精度的同时提高了人机协调性。