汽车纵向防撞预警控制系统建模及仿真的分析研究.pdf

Modeling and Simulation Analysis on Vehicle Forward Anti-collisionWarning ControlSystem by XIAO Di .(Hubei University ofTechnology)2012 Athesissubmittedinpartial satisfaction of theRequirements forthedegree of Master ofEngineering Vehicle Engineering inthe Graduate School of Hunan University Supervisor Professor LILi and Research Associate GAO Hui May,2014 湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:沙fI戽‘月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密口,在年解密后适用本授权书。 2、不保密口。(请在以上相应方框内打“4") 作者签名:卡迎新摊母气日期:庐J。矽年6月岁日日期:必卅年6月岁日汽车纵向防撞预警控制系统建模与仿真研究摘要交通事故引发的人员伤亡和财产损失使得道路交通安全问题成为一个日益严峻的社会课题,基于智能交通系统的主动安全技术能够从根本上避免交通事故的发生,其中汽车防撞预警系统正成为国内外主动安全研究的热点,深入展开汽车避撞预警控制系统的研究对于降低事故发生率,减少人员财产损失,促进智能交通的发展具有重要意义。行车安全距离算法是防撞预警系统的基础,考虑到要兼顾行车安全性和道路交通效率,本文通过驾驶员驾驶操作特性统计分析,利用MATLAB拟合函数得出符合驾驶员行为特性的安全距离模型,提出了一种基于驾驶员驾驶操作特性的多级预警模式。针对现有智能巡航的不足,提出了集成车辆走一停巡航控制的全速域智能巡航控制系统。设计了车辆纵向防撞预警系统总体方案,根据功能要求规划了不同工作模式。基于车辆动力学和控制学原理,对车辆动力学模型、安全距离算法、控制器建模进行了讨论。控制系统采用分层式设计,根据不同的控制功能确定相应的上位控制器。避撞模式上位控制器将超车并入工况考虑在内,避免了系统不当自动控制引起追尾碰撞事故。由于车辆走一停控制系统的强非线性及短距离内对前车反应的快速性,选择基于最优控制原理的上位控制器。高速自适应巡航上位控制器直接采用模糊控制控制原理,基于模糊PID控制原理的下位控制器能够实现控制参数实时在线自整定,适应性较好。在Carsim中建立了车辆纵向动力学模型,其中逆发动机模型利用Carsim中一系列仿真实验,通过 MATLAB二维插值得到,准确度较高,简化算法。在Simulink中搭建了车辆逆纵向动力学模型,形成仿真回路。仿真结果表明,所设计的纵向防撞预警控制系统能够实现碰撞预警、高速智能巡航控制、低速走一停巡航控制等功能,对于减轻驾驶员疲劳程度,提高车辆主动安全性,降低交通事故发生率等具有重要意义。关键词:主动安全;防撞预警;安全距离;模糊PID下位控制器;上位控制器 U 工程硕士毕业论文 Abstract Heavy casualties andproperty damage caused by idents make theissue of road transportation safety have e an increasingly serious active safety techniques based on intelligent transportation system can avoid traffic accidents vehicle active anti-collision warning system is ahotspot inthe field ofactive safety research area athome and closer study is important to reduce