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基于制动/转向的汽车主动避撞控制系统研究
| 论文题名： | 基于制动/转向的汽车主动避撞控制系统研究 |
| 关键词： | 汽车;主动避撞控制系统;结构设计;参数优化 |
| 摘要： | 车辆主动避撞控制系统一直是汽车安全领域的研究热点。当遇到危险状况时，车辆通过采用制动或者转向换道的方式来解决车辆的碰撞问题，可有效提高车辆的主动安全性。本文基于此研究了制动和转向两种避撞方式。首先确定了车辆主动避撞控制系统的总体方案，定义各部分的功能和设计其具体结构。根据车辆避撞的不同需求，设计了避撞方式的决策机制，决定不同的行车状况下所选择的避撞方式。根据避撞方式的不同，本文主要从车辆动力学系统建模、安全距离模型及控制器设计三个方面进行了研究。 采用动力学仿真软件Carsim建立了纵向动力学系统模型，利用Matlab/Simulink软件，建立车辆纵向逆发动机/制动动力学模型；基于纵向制动过程分析，并考虑前车静止、前车匀速行驶、前车紧急制动三种典型行车状况，驾驶员操作特性以及路面附着系数等因素建立了纵向制动安全距离模型；在安全距离模型基础上，采用分层式控制方法并基于最优控制理论设计了纵向制动控制器，通过对车辆动力学系统进行控制，实现期望的减速和车距保持目的。 针对高速行驶车辆纵向制动避撞的不足，以及传统控制方法难以求解换道过程中的多目标多约束问题，提出了一种基于MPC(模型预测控制)的车辆转向换道控制策略。该策略以三自由度车辆动力学模型和轮胎动力学模型为预测基础模型，研究并分析车辆的侧向运动特性；结合最小纵向换道车距，提出了基于五阶多项式参考路径的换道安全距离模型，根据给定的换道轨迹及两车车距来判断转向过程中的安全性。设计了转向换道控制器，通过控制前轮转角主动转向来控制车辆换道，结合车辆高速转向下的各种约束，保证车辆转向稳定性。 最后，根据前车的行驶状况，利用Matlab/Simulink设计了不同的仿真工况，避撞控制系统根据决策机制评价指标，选择不同的避撞方式，可实现预期的功能。而且通过对车辆各项动力学参数进行约束，提高避撞控制系统工作时车辆的稳定性和乘客舒适性。 |
| 作者： | 黄丽琼 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 魏民祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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