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原文传递汽车跟驰行为仿真实验研究

论文题名：	汽车跟驰行为仿真实验研究
关键词：	汽车跟驰行为;全速度差模型;最优速度模型;互联技术;线性分析
摘要：	随着智能交通的快速发展，人们对于微观交通流理论的研究更加深入细致，车辆跟驰模型伴随着微观交通流理论的发展而发展起来。作为微观交通流理论的基础，车辆跟驰模型对交通流理论的完善和补充起到了重要的作用。研究车辆跟驰对于交通安全、交通管理、道路通行能力评估等方面的分析与研究都有着重要的意义。因此研究跟驰模型具有十分重要的理论意义和应用价值。但是现有的跟驰模型研宄大多采用数学分析结合计算机仿真的方法，缺少一个直观真实的展示界面。论文以此为目的基于NI公司的Starter Kit2.0硬件平台，研究开发了一套具备演示功能的车辆跟驰行为仿真实验系统。　　首先论文在阅读相关文献的基础上，对所研究的课题进行了详细的综述，鉴于最优速度跟驰模型结构简单、数学上易于扩展且应用最为广泛，论文将该模型作为重点研究对象，并与全速度差模型展开对比分析。　　然后，基于Starter Kit2.0性能对最优速度模型和全速度差模型进行了参数标定，运用线性稳定性理论对标定的跟驰模型进行了稳定性分析，运用控制学理论和数学分析方法计算该模型稳定的精确条件，借助C++和MATLAB编程技术对标定的跟驰模型稳定性进行了理论验证。　　其次，设计了三组跟驰实验对模型稳定性进行了实际验证。主要的工作有:对NI Single-Board RIO嵌入式控制板进行二次开发，基于板载硬件接口扩展了RS232串口转WiFi模块，完成通信模块的硬件调试与软件设计，实现了Starter Kit2.0与计算机的通信功能，以及前车与后车的通信功能;扩展了红外探测传感器模块，设计循迹跑道与下位机运动控制程序，实现了Starter Kit2.0的循迹功能。　　最后，采用LabVIEW语言设计上位机界面，实时采集、处理、保存并显示Starter Kit2.0的运动状态，包括前后车距、前后车速、后车加速度等信息。　　论文的创新之处在于将循迹与跟驰行为有机结合起来，较为准确的演示了双车系统在单一轨道上的跟驰行为。在实验过程中利用WiFi技术实现无线通信，前后车可以根据功能需要实时获取对方的运动状态信息，实现信息交互，体现了车联网的思想顺应未来交通发展的趋势。开发了一套展示车辆运动状态信息的人机界面，便于数据的观察、分析与处理，为今后研究人员研究学习车辆跟驰行为提供借鉴。
作者：	彭军芬
专业：	控制工程
导师：	朱文兴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文