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车道保持/偏离辅助系统可拓控制研究
| 论文题名： | 车道保持/偏离辅助系统可拓控制研究 |
| 关键词： | 汽车安全;车道保持系统;偏离辅助系统;控制策略 |
| 摘要： | 车道保持/偏离辅助系统作为典型的汽车主动安全技术能够在车辆有发生危险的趋势时及时采取相应的措施，控制车辆在车道内安全行驶。这减少了因驾驶员疲劳或者误操作等原因所产生的交通事故，提高了车辆的行驶安全性。本文基于转向和制动系统，对包含TSK模糊可拓控制和可拓联合控制等多种控制算法在内的车道保持/偏离辅助系统进行了深入的理论及试验研究。 论文先是对驾驶辅助系统的背景和进行深入研究的重要意义做了介绍。随后详细分析了有关车道保持/偏离辅助控制算法国内外的研究现状，根据车道保持/偏离在控制算法方面存在的问题提出本文研究的重点内容。 针对传统车道保持系统中采用单一控制算法进行全局控制所出现的控制系统在某些控制区域内控制效果不佳的问题，提出可拓控制策略进行车道保持控制。基于分区域控制思想的可拓控制策略根据系统状态划分出不同的控制区域，在不同控制区域内采用不同的控制算法以解决单一控制算法的局限性。考虑到控制域边界划分基于人工经验和参数难以确定的问题，提出一种基于特征平面划分控制域边界的方法。为进一步改善和挖掘可拓控制的性能，结合TSK模糊控制理论，设计TSK模糊可拓控制器，通过平稳切换不同控制算法的方式，实现可拓控制和车道保持辅助系统性能的提升。 针对基于电动助力转向和差动制动的两种车道偏离辅助控制方法的局限性，提出可拓联合控制策略。基于可拓控制理论，充分考虑路面环境信息和车辆状态，设计可拓联合控制器，该控制器将电动助力转向和差动制动进行联合控制，以实现车道偏离辅助。为解决车道偏离辅助过程中的人机协调问题，应用模糊神经网络控制理论，设计考虑驾驶员转矩和车辆侧向偏差的人机协调控制器，通过输出辅助权重动态地调整车道偏离辅助系统的辅助转矩，实现驾驶员与辅助系统的协调控制。 最后，为了验证所提出控制策略的有效性，进行了CarSim/Simulink的联合仿真，同时针对具体研究的问题并结合实验室现有条件搭建硬件在环试验平台进行试验验证。结果表明车道保持辅助系统能够有效地保持车辆行驶在车道中心线附近，同时提高车道保持控制精度和车辆稳定性，保障了车辆的行驶安全性和舒适性;车道偏离辅助系统能够在避免车辆偏离出车道的同时降低驾驶员和辅助系统之间的相互干扰，减小人机冲突，有较好的人机协调性能。 |
| 作者： | 夏志 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 汪洪波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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