【摘 要】
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自适应巡航控制问题主要解决车辆队列在行驶过程中由于道路容量不足或者驾驶员操作不当造成的交通拥挤问题,在完成车队跟踪的同时考虑最优化驾驶员驾驶舒适性和车辆行驶的经济
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自适应巡航控制问题主要解决车辆队列在行驶过程中由于道路容量不足或者驾驶员操作不当造成的交通拥挤问题,在完成车队跟踪的同时考虑最优化驾驶员驾驶舒适性和车辆行驶的经济性。本文分析了车辆队列纵向保持与和车辆队列的横向变道问题,设计协同自适应巡航控制器实现车队保持与变更车道转换间的平滑性。本文分别从系统结构、纵向跟踪和变道辅助三方面展开研究。 首先,对车队跟踪系统的结构进行分析阐述。分析基于车车协同的车队跟踪系统工作模式,对于不同的跟车场景,系统决策出不同的跟车策略;提出由上层协同自适应巡航控制和下层执行器控制构成的分层控制策略。对于车辆动态纵向控制中的驱动与制动过程的实现,设计滑模控制器实现了车辆加速度跟踪控制器设计,可以为后续上层车辆运动规划提供底层实现基础。 其次,针对车队跟踪过程中的纵向跟踪问题,在考虑车辆行驶的舒适性与经济性的基础上,对车队保持算法进行规划设计。综合考虑前车跟踪与后车避撞特征,选取间距策略,对车队跟踪系统进行建模;控制器的设计需要考虑控制系统的状态、输入与输出之间的约束限制,同时考虑对车辆行驶舒适性与燃油经济性进行量化分析,从而简化车队行驶过程驾驶员对控制性能的要求;在不同工况下进行仿真测试,仿真证明,本文给出的车队纵向保持控制方法能够有效实现车队跟踪。 最后,针对于车辆队列行驶的过程中必要情况下需要变更车道的情况,对车队行驶中横向控制的问题进行分析阐述,提出变更车道辅助系统的整体架构;对于车辆变更车道过程中换道风险评估系统进行设计,监测变道车辆在变道过程中的风险系数和潜在风险,一定程度上缓解驾驶员的驾驶压力;针对车辆换道辅助控制对本车车辆及周围重要车辆进行建模,在模型建立的基础上,对本车对于本车道前车和目标车道前车的跟踪过程进行算法设计,在驾驶员驾驶舒适性和车辆燃油经济性的基础上优化在变更车道过程中本车行驶的平滑性以及对驾驶环境随时出现的危险的反应速度;通过系统在不同换道工况下的仿真实验验证了变道辅助算法的有效性。
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