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基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制策略研究
| 论文题名： | 基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制策略研究 |
| 关键词： | 车辆跟驰;模糊控制;遗传算法;状态判定;最小二乘法 |
| 摘要： | 近年来，随着车辆的逐步普及，交通安全受到了巨大的挑战。对于日益严峻的交通安全问题，国内外许多研究机构和专家进行了深入研究。车辆跟驰行为在交通流中是一种较为普遍和重要的驾驶行为，对车辆主动安全领域的研究影响重大，因此成为一个较为重要的研究热点。 车辆跟驰理论是研究车辆在单车道行驶过程中，跟随车对前导车速度的变化做出反应，通过动力学的方法进行描述的一种理论。以跟驰理论为基础，确定了车辆跟驰行驶的安全距离，并基于模糊理论建立跟驰行驶控制策略；针对目前车辆跟驰行驶模糊控制策略稳定性和准确性存在的不足，利用遗传算法对其进行优化，从而保证车辆稳定、安全地跟驰行驶，并且在制动时保证驾驶员的舒适性。主要完成的内容如下： 1.介绍了车辆跟驰模型的研究背景及意义，阐述了车辆跟驰模型分类和国内外的研究进展，给出了论文的主要研究内容及基本框架。 2.根据车辆跟驰行驶状态的判定方法和特性，对车辆跟驰行驶和制动过程进行分析，推导出车辆跟驰行驶理论安全距离；通过分析驾驶员反应时间、最大制动加速度，对理论安全距离进行参数标定；利用国内外车辆行驶制动距离的试验数据，通过最小二乘法对理论与试验安全距离进行拟合，得到一种改进的车辆跟驰行驶安全距离，通过仿真验证了其准确性。 3.利用模糊数学理论，研究了车辆跟驰行驶的模糊控制策略，确定了以两车相对速度、安全距离与实际车间距差值为输入量，跟随车辆加速度为输出量的模糊控制器，分析输入量与输出量的隶属度函数分布、模糊推理规则以及模糊输出量加速度去模糊化。 4.针对车辆跟驰行驶模糊控制策略存在的不稳定现象，分析模糊控制中的不足，利用遗传算法的优点，对模糊控制器的隶属度函数和控制规则进行优化，介绍了遗传算法优化模糊控制的基本操作，建立基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制策略。 5.在Matlab/Simulink环境中，分别建立GM模型、车辆跟驰行驶模糊控制和基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制仿真模型；通过仿真，得到车辆在不同跟驰行驶状态下采取的应对措施；最后，对三种仿真结果进行对比分析，表明遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制策略明显提高跟驰过程中的稳定性和准确性，能够保证车辆安全、平稳地跟驰行驶。 |
| 作者： | 王萌 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙永厚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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