车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计.docx

车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计与分析
付裕
引言
ACC系统全称就是自适应巡航控制系统,它是一种智能化的行车自动控制系统,它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。在行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前面的车之间的距离过小时(这可以在车内设定距离),ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意,它能有效的防止追尾这类事故的发生。系统进行分析。
二、研究对象工作过程和要求描述
:
电控单元有两个输入信号,当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时,电控单元将这两种信号进行比较,得出两信号之差, 即误差信号,再经放大、处理后成为油门控制信号,送至油门执行器,驱动油门执行器动作,调节发动机油门开度,以修正两输入车速信号的误差,从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速,并保持恒定。
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三、被控对象的数学模型建立
m ——汽车质量
g ——重力加速度
f ——滚动阻力系数
C ——空气阻力系数
A ——等效迎风面积
r ——轮胎半径
gi ——变速器速比
di ——主减速器速比
η——传动效率
当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标ad后,整车期望转矩
四、控制系统的控制器模型设计
经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下
综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得,ACC系统的传递函数如下

MATLAB仿真结果
单位阶跃响应:
伯德图
根轨迹图
六、控制系统性能分析
稳态性能分析
稳态误差分析
位置误差系数:
故稳态误差为:,故此系统具有良好稳态性能。
根轨迹分析
由开环传递函数可知被控对象极点为:,零点为无穷远处。且当开环增益从零变到无穷过程中到达某一特定值时,根轨迹可能会穿越虚轴进入右半s 平面,因此该系统对部分开环增益值是稳定的。
动态性能分析
系统稳态值:;
上升时间:;
峰值时间:;
结论
综上所述,本控制系统设计各项性能指标良好,实现准确在固定加速度内并且平稳的调节控制车速数值,能做到不急加速,不抱死刹车,使车速保持尽量恒定状态。