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原文传递基于状态观测器的车辆侧向控制

论文题名：	基于状态观测器的车辆侧向控制
关键词：	状态观测器;车辆侧向控制;线性矩阵不等式方法;极点配置方法;李雅普诺夫方法
摘要：	当前,随着科学的发展和技术的进步,汽车已成为人们生活中必不可少的现代交通工具,方便了人们的生活。但是不容忽视的一个问题是汽车数量的快速增长不仅带来了环境污染严重、能源消耗大、道路交通阻塞和交通事故等问题,而且给人们生命和财产带来了严重的威胁。因此道路交通安全是一个永恒且重要的议题。为了处理此类问题,各国专家和研究者纷纷致力于研究先进驾驶员辅助系统来减少财产损失和人员伤亡。先进的高速公路系统作为先进驾驶员辅助系统的一种重要类型,受到了广泛的关注。它的基本任务包括纵向控制和侧向控制。纵向控制是调节汽车的速度从而保持相邻汽车之间有足够的安全间距。侧向控制是调节汽车的自主转向来跟踪一条参考轨迹,即利用传感器测量侧向位移,相应的计算转向角,并对转向执行器施加控制命令使汽车沿着道路中心线行驶。本文主要研究车辆的侧向控制。侧向控制是基于状态可知的如横摆率和测偏角。横摆率可通过价格低廉的陀螺传感器测得。由于侧偏角传感器的成本高昂,引入Luenberger观测器对侧偏角估计大大减少了成本。带有基于观测器的控制器的智能车辆通过路径跟踪功能可以有效地降低车载传感器的成本。因此带有基于观测器的控制器的智能车辆侧向控制系统具有实际应用价值。　　本文的主要研究工作总结如下: 　　第一章,介绍智能交通系统的结构功能,先进的驾驶员辅助系统的重要性、自动化公路系统的国内外研究现状、侧向控制技术,以及本文的研究内容。　　第二章,研究相同路面环境下的基于Luenberger观测器的侧向稳定控制。采用二阶线性系统构建车辆侧向动力学模型,选择一个Luenberger观测器对侧偏角进行估计。设计一个基于观测器的控制器,实现智能车辆的平稳行驶。利用极点配置方法求出观测器增益和控制器增益。最后,Matlab/Simulink仿真结果说明所提的控制方法能够实现智能车辆平稳的行驶。　　第三章,研究不同路面环境下的基于Luenberger观测器的侧向稳定控制。构建自行车侧向动力学模型,提出T-S模糊隶属度函数对非线性轮胎侧向力进行刻画;对于道路不确定性,采用鲁棒控制理论建模;设计基于观测器的控制器实现智能车辆的平稳行驶,保持良好的乘坐舒适性。利用Lyapunov方法给出观测器和控制器存在的充分条件,并且通过线性矩阵不等式求出观测器增益和控制器增益。最后,Matlab/Simulink仿真结果说明所提方法的有效性。　　第四章,总结本文的研究工作,并对后续工作做出展望。
作者：	张超
专业：	模式识别与智能系统
导师：	贾新春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山西大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文