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车辆自适应巡航控制系统的设计与仿真分析
| 论文题名： | 车辆自适应巡航控制系统的设计与仿真分析 |
| 关键词： | 车辆ACC系统;安全间距模型;神经网络PID;模糊自适应PID |
| 摘要： | 车辆自适应巡航控制系统(Adaptive cruise control，ACC)是在传统的定速巡航系统上研发出的一种高级辅助驾驶系统(Advanced driving assistance system，ADAS)。ACC系统的核心功能是根据前车的运动状态来控制自车的运动，当自车前方的车辆、行人或者障碍物对自车的行驶状态产生影响时，ACC系统会控制自车保持安全行车距离行驶;当自车前方的车辆、行人或者障碍物的运动状态对自车的运动状态没有产生影响或者危险时，可以实现定速驾驶的功能。本文进行的主要研究内容包括: (1)利用CarSim软件搭建了整车纵向动力学模型，并设计了车辆制动/驱动切换逻辑，防止车辆在运动过程中进行制动行驶和驱动行驶的频繁切换。设计了包含车辆驱动系统和制动系统逆纵向动力学模型的车辆ACC系统下层控制器，并在matlab/Simulink环境下搭建了车辆ACC系统下层控制器的仿真模型。 (2)在车辆安全间距的计算上采用可变车头时距的安全间距模型和考虑前车加速度的可变车头时距安全间距模型，并针对车辆在行驶过程中的安全性、跟车性与舒适性将两种安全间距模型在ACC系统的五种典型路面工况中进行仿真对比分析。 (3)分别采用了经典PID控制算法、单神经元神经网络PID控制算法和RBF神经网络PID控制算法对车辆ACC系统间距控制模式上层控制器进行设计。并在五种典型工况下，分别对采用三种控制算法的车辆ACC系统间距控制模式进行仿真，从车辆行驶过程中的安全性、跟车性、舒适性与经济性的角度将仿真结果进行对比分析。 (4)采用经典PID控制算法和模糊自适应PID控制算法对车辆ACC系统定速模式上层控制器进行设计。并在三种车辆ACC系统定速模式的典型工况下，分别对所设计的车辆ACC系统定速模式进行仿真，从系统响应的快速性与稳定性的角度将仿真结果进行对比分析。 (5)设计了一种车辆ACC系统间距控制模式与定速模式的切换策略，并在模式切换的四个典型工况中，针对车辆ACC系统进行模式切换时自车的安全性、舒适性以及经济性对设计的模式切换策略进行仿真对比分析。 |
| 作者： | 邱学涛 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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