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冰雪路面下基于驾驶员行为能力修正的鲁棒控制研究
| 论文题名： | 冰雪路面下基于驾驶员行为能力修正的鲁棒控制研究 |
| 关键词： | 汽车行驶;鲁棒控制器;驾驶员;行为能力修正;冰雪路面 |
| 摘要： | 研究表明，车辆在光滑的冰雪路面下操控难度增大，容易发生侧滑等失稳现象，严重会引发交通事故，危害驾驶员的生命和财产安全。驾驶员在车辆驾驶的过程中起着快速决策和主导控制的重要作用，直接影响车辆的行驶状态以及行车安全。由于冰雪路面下的路面附着系数极低，车辆被驾驶员操控时并不能够完全遵照驾驶员的意愿进行行驶，且对于缺乏驾驶经验或者心理承受能力较低的驾驶员来说，更加容易出现一些影响整车系统的稳定性的危险行为，加之不同驾驶员产生的驾驶行为存在着极大的差异，所以不同驾驶员在冰雪路面下对于车辆控制的稳定裕度会产生明显区别。为此，本文针对冰雪路面下驾驶员的不同行为能力进行完整建模，并在人机共享控制双环结构上进行鲁棒控制器的设计，对驾驶员在冰雪路面下的行为能力进行合理修正。具体研究内容包括以下三个方面： （1）为了能够详细清晰的说明驾驶员在冰雪路面下操纵车辆的不同行为，根据视觉和运动知觉建立预瞄-操控驾驶员模型，同时按照不同驾驶风格和行为能力对驾驶员模型进行分类，在原有基础驾驶员模型上进行改进和调整，得到在冰雪路面下具有不同行为能力的驾驶员预瞄-操控模型。 （2）针对人机共享中直接共享与间接共享的两种结构类型进行比较和选择，并根据建立驾驶员模型的输出决定驾驶员-辅助驾驶系统之间的耦合关系和控制变量。在人机共享控制双环结构下建立适合冰雪路面下的汽车三自由度动力学模型，并与已建立的预瞄-操控驾驶员模型整合成驾驶员-车辆整体系统模型。 （3）结合人机直接共享控制双环结构，设计出能够在适用于不同驾驶员模型的不同鲁棒控制器。鲁棒稳定控制器的作用是保证车辆在行驶过程中的行驶稳定性和鲁棒性，以及车辆路径跟踪时的跟踪精度。同时从驾驶员模型中出现的不确定性出发，对设计的鲁棒控制器的适用范围进行深层次研究。 本论文受国家自然科学基金项目“冰雪环境下汽车智能驾驶决策与人车协同控制的关键技术研究”(U19A2069)资助。 |
| 作者： | 庾文彦 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 田彦涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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