基于功能模式的客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)分層控制研究.pdf

1、隨著智能化和網(wǎng)聯(lián)化熱潮的到來，作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵性技術(shù)之一的縱向駕駛輔助系統(tǒng)受到越來越廣泛的關(guān)注?？v向駕駛輔助系統(tǒng)(Longitudinal Driving Assistance System，LDAS)首先通過感知層的各種傳感器獲取前方道路和車輛信息，然后將這些環(huán)境信息輸入到?jīng)Q策層進(jìn)行智能決策，最后將決策結(jié)果輸入到執(zhí)行層進(jìn)行控制執(zhí)行。當(dāng)客車遇到碰撞危險(xiǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)向避障極易導(dǎo)致客車側(cè)滑乃至側(cè)翻，造成更為嚴(yán)重的后果，此時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮縱向

2、控制。因此，深入開展客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)的研究對(duì)于提高道路運(yùn)營水平，降低人員傷亡損失，推動(dòng)智能交通的發(fā)展具有重要意義。本文基于三種功能模式:自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control System，ACC)、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(Forward Collision Warning System，F(xiàn)CW)和自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)(Automatic Emergency Braking System，AEB)進(jìn)行分層控制研究，

3、ACC和AEB上層控制器輸出期望加速度，下層控制器對(duì)其進(jìn)行魯棒控制，最終實(shí)現(xiàn)客車的自適應(yīng)巡航和緊急制動(dòng)功能，作為過渡的FCW上層控制器則用于緊急制動(dòng)前的預(yù)警。
　　本文首先基于某款客車建立整車動(dòng)力學(xué)模型和逆縱向動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上搭建上下層控制器。上層控制器將縱向駕駛輔助系統(tǒng)分為三個(gè)子系統(tǒng)功能模式(ACC、FCW、AEB)，ACC上層控制器基于添加過渡區(qū)域的模式切換（速度控制和車距控制模式）進(jìn)行期望加速度模糊控制來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航

4、功能;FCW上層控制器基于危險(xiǎn)系數(shù)ε的分級(jí)安全距離模型來實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，先通過分級(jí)安全距離模型劃分不同的危險(xiǎn)級(jí)別，然后在不同的危險(xiǎn)級(jí)別中匹配與駕駛員風(fēng)格相對(duì)應(yīng)的期望TTC-1指標(biāo);AEB上層控制器基于制動(dòng)過程運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的安全距離模型來實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)功能。隨后通過仿真試驗(yàn)對(duì)ACC、AEB上層控制器進(jìn)行驗(yàn)證。
　　考慮到不確定性對(duì)系統(tǒng)造成的影響，本文用結(jié)構(gòu)奇異值μ理論綜合考慮參數(shù)攝動(dòng)、未建模誤差和傳感器噪聲干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，設(shè)計(jì)了下層μ控