基于ADAS实验平台的自适应巡航系统全速域控制研究

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在未来的几十年内汽车会慢慢的从目前辅助驾驶过渡到智能无人驾驶,而目前取得一定阶段性研究生成果的则是智能驾驶领域的高级辅助驾驶系统,而ACC又是发展时间较早研发时间较长取得研发成果显著的并且能量产高级辅助驾驶系统之一,ACC系统通过系统主动控制车辆制动系统和驱动系统可以有效的减轻驾驶员的操作负担,并且减少道路交通事故率,改善道路利用率的问题,还可以有效的提高汽车的舒适性以及燃油经济性。所以对自适应巡航控制的研究国内外各大高校和各大汽车科技公司都对起尤为关注,进而研究自适应巡航系统具有很重要的意义。本文依托于辽宁省教育厅高等学校重大科技平台科学技术研究项目“高性能ADAS实验系统开发”提供的ADAS实验平台对ACC系统的安全距离算法、逻辑切换控制策略、上下层控制器算法进行深入仿真实验研究,文章对以下部分进行深入的研究。首先对自适应巡航系统的国内外发展现状进行深入了解,对现有的ACC系统控制算法及控制策略进行一定了解,为后续ACC系统的搭建打下基础。然后对汽车的安全距离算法和控制策略进行详细研究和模型搭建,对现有的安全距离算法进行详细了解,选定低速时采用基于可变车头时距的安全距离算法,高速时采用车辆制动过程运动学分析安全距离算法。这样做的好处既考虑了道路利用率的问题又考虑了车辆自身运动状态安全问题。然后对系统控制策略进行分析并搭建本文所需系统逻辑切换控制策略。其次对自适应巡航系统上下层控制器进行设计和模型搭建,先是考虑系统上层控制算法,在巡航模式下采用较为成熟稳定的传统PI控制算法,跟车模式下采用可以反馈调节的线性二次型最优控制算法,并对算法进行三种不同速度控制下的模型搭建,在后续的仿真工作时调节出适合的PI控制参数和LQR控制参数。然后设计下层控制器,并对节气门开度与制动压力的切换策略进行搭建。再次,对ADAS实验平台的系统构成以及ADAS实验平台工作原理和平台可以实现功能进行介绍,又对联合仿真时所用到的软件CarSim具体参数配置进行设置,最后对多软件联合仿真时需要的各个软件相关设置进行详细设置。最后利用CarSim与Matlab/Simulink进行联合仿真实验,本文设置四种不同工况进行实验,并对其结果进行分析,确定设计搭建系统的稳定可行。然后在ADAS实验平台上进行两种以上工况进行实验验证工作。验证结果表明所设计搭建的自适应巡航系统能够符合汽车自适应巡航控制系统的要求,可以为相关研究提供参考和借鉴。
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