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智能汽车转向制动联合避撞控制研究
| 论文题名： | 智能汽车转向制动联合避撞控制研究 |
| 关键词： | 智能汽车;行驶风险评估;主动安全避障;模型预测控制 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的快速增长，汽车安全事故频发，为提高道路行驶的安全性，汽车主动安全技术应运而生。其中，汽车主动安全避障控制系统通过车辆搭载的传感器感知周边环境信息、评估碰撞风险，并控制汽车进行自主转向、制动，从而保证车辆行驶安全。 智能汽车主动安全避障控制时，深入分析换道、制动的产生动机，建立考虑驾驶员特性的安全距离模型，确定车辆紧急制动、换道行驶的安全条件。同时，考虑本车与交通障碍车辆的位置关系及本车状态信息，设计风险评估指标，预测未来碰撞风险。在此基础上，基于模型预测控制方法设计汽车主动安全避障控制器，结合车辆动力学约束、交通碰撞约束及风险评估指标，优化求解车辆前轮转角及加速度，控制车辆进行转向制动联合避撞，并通过Simulink和Carsim联合仿真验证避障策略的有效性。 此外，为了提高极限工况下汽车对避撞路径的跟踪性能及行驶稳定性，本文基于模型预测控制理论设计一种考虑轮胎均等后备潜能的汽车路径跟踪控制方法。首先，为了减少避撞控制过程中因路径曲率突变引发的避撞不舒适甚至车辆失稳问题，采用S函数规划一条连续、平滑的避撞路径；其次，构建轮胎纵向力、侧向力均等后备潜能指标，基于模型预测控制设计转向制动联合的路径跟踪控制器，求解带约束的多目标优化问题，并进行仿真实验验证。 为了进一步验证实际场景下智能车转向制动联合避撞控制的有效性与可靠性，本文搭建智能车实车实验平台，基于阿克曼转向实验小车对控制方法进行了实车实验验证。实验结果表明，所提出的方法可行有效，智能小车能够通过转向制动联合控制实现自主安全避障。 |
| 作者： | 王枫 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李绍松;任海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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