论文部分内容阅读
随着智能化和网联化热潮的到来,作为智能网联汽车的关键性技术之一的纵向驾驶辅助系统受到越来越广泛的关注。纵向驾驶辅助系统（Longitudinal Driving Assistance System,LDAS）首先通过感知层的各种传感器获取前方道路和车辆信息,然后将这些环境信息输入到决策层进行智能决策,最后将决策结果输入到执行层进行控制执行。当客车遇到碰撞危险时,由于转向避障极易导致客车侧滑乃至侧翻,造成更为严重的后果,此时应优先考虑纵向控制。因此,深入开展客车纵向驾驶辅助系统的研究对于提高道路运营水平,降低人员伤亡损失,推动智能交通的发展具有重要意义。本文基于三种功能模式:自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control System,ACC）、前向碰撞预警系统（Forward Collision Warning System,FCW）和自动紧急制动系统（Automatic Emergency Braking System,AEB）进行分层控制研究,ACC和AEB上层控制器输出期望加速度,下层控制器对其进行鲁棒控制,最终实现客车的自适应巡航和紧急制动功能,作为过渡的FCW上层控制器则用于紧急制动前的预警。本文首先基于某款客车建立整车动力学模型和逆纵向动力学模型,在此基础上搭建上下层控制器。上层控制器将纵向驾驶辅助系统分为三个子系统功能模式（ACC、FCW、AEB）,ACC上层控制器基于添加过渡区域的模式切换（速度控制和车距控制模式）进行期望加速度模糊控制来实现自适应巡航功能;FCW上层控制器基于危险系数?的分级安全距离模型来实现预警功能,先通过分级安全距离模型划分不同的危险级别,然后在不同的危险级别中匹配与驾驶员风格相对应的期望TTC-1指标;AEB上层控制器基于制动过程运动学分析的安全距离模型来实现紧急制动功能。随后通过仿真试验对ACC、AEB上层控制器进行验证。考虑到不确定性对系统造成的影响,本文用结构奇异值?理论综合考虑参数摄动、未建模误差和传感器噪声干扰对系统的影响,设计了下层?控制器。为了验证所设计控制器的有效性,对?控制器的闭环系统进行频域仿真分析,并与H?控制器进行对比。为了验证本文所提出的上下层控制算法,对ACC和AEB系统分为三种典型工况进行仿真分析。仿真结果表明所设计的上下层控制器能够较好地实现定速巡航、跟车和紧急制动功能,且控制效果能达到预期的目标,使系统具有良好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。最后,通过AEB系统实车试验对某款客车进行预警和紧急制动激活试验,试验结果符合相关法规标准。