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基于FHA的车道保持辅助系统控制算法研究
| 论文题名： | 基于FHA的车道保持辅助系统控制算法研究 |
| 关键词： | 车道保持辅助系统;预期功能安全;功能危险性评估;预测模型控制 |
| 摘要： | 汽车新四化的持续发展，车辆上配备的高级辅助驾驶系统逐渐增多，车辆电子电气系统复杂性的提高，以及功能安全和预期功能安全的相继提出，更加注重车辆可靠性的提高，同时也为汽车产品功能安全和预期功能安全开发提供了指导和思路。本文以车道保持辅助系统控制算法为研究对象，以尽可能避免车辆偏离车道线为研究目标，依照ISO26262和ISO21448的开发流程，对车道保持辅助系统控制算法进行了功能安全研究，重点完成了以下几个方面的内容： （1）按照系统架构的设计流程对车道保持辅助系统进行项目定义、功能描述，明确车道保持辅助系统的主要功能，并在此基础上列出与预期功能安全性有关的单独机制、控制算法或部件的性能限制，通过这些思考来创建具有更大安全区域的车道保持辅助系统架构。 （2）运用功能危险性评估分析法对车道保持辅助系统进行整车级和系统级功能危害分析，确定存在的失效状态并根据危险对车辆和人员的伤害判别失效状态的影响等级，然后再用故障树的方法进行失效影响概率的计算，确定车道保持辅助系统整体失效率和各个子系统失效率。 （3）建立轮胎模型，确定轮胎线性工作区域范围。选择适合车辆横向分析的二自由度车辆模型，以车道保持辅助系统功能为中心，通过对三种控制算法横向误差的对比分析选出更适合的控制算法-模型预测控制。将车辆的横向速度、横摆角、横摆角速度和横向坐标作为状态量，前轮转角作为控制量，构建预测模型，并将轮胎线性工作范围建立为前轮转角的限制条件，研究了基于模型预测控制的车道保持辅助系统控制算法。 （4）根据车道保持辅助系统测试标准进行创建仿真环境，根据算法理论模型搭建仿真控制器，搭建基于PreScan/Simulink的联合仿真模型，并结合实际使用较高频率的场景设计不同的仿真工况，根据评价标准对仿真结果进行评价控制算法的有效性。并进行故障注入试验测试，验证控制算法预期功能安全的能力。 |
| 作者： | 高瑞芳 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 林业;林立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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