車(chē)道保持-偏離輔助系統(tǒng)可拓控制研究.pdf

1、車(chē)道保持/偏離輔助系統(tǒng)作為典型的汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)能夠在車(chē)輛有發(fā)生危險(xiǎn)的趨勢(shì)時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，控制車(chē)輛在車(chē)道內(nèi)安全行駛。這減少了因駕駛員疲勞或者誤操作等原因所產(chǎn)生的交通事故，提高了車(chē)輛的行駛安全性。本文基于轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)包含TSK模糊可拓控制和可拓聯(lián)合控制等多種控制算法在內(nèi)的車(chē)道保持/偏離輔助系統(tǒng)進(jìn)行了深入的理論及試驗(yàn)研究。
　　論文先是對(duì)駕駛輔助系統(tǒng)的背景和進(jìn)行深入研究的重要意義做了介紹。隨后詳細(xì)分析了有關(guān)車(chē)道保持/偏離輔

2、助控制算法國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，根據(jù)車(chē)道保持/偏離在控制算法方面存在的問(wèn)題提出本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
　　針對(duì)傳統(tǒng)車(chē)道保持系統(tǒng)中采用單一控制算法進(jìn)行全局控制所出現(xiàn)的控制系統(tǒng)在某些控制區(qū)域內(nèi)控制效果不佳的問(wèn)題，提出可拓控制策略進(jìn)行車(chē)道保持控制。基于分區(qū)域控制思想的可拓控制策略根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)劃分出不同的控制區(qū)域，在不同控制區(qū)域內(nèi)采用不同的控制算法以解決單一控制算法的局限性?？紤]到控制域邊界劃分基于人工經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)難以確定的問(wèn)題，提出一種基于特征

3、平面劃分控制域邊界的方法。為進(jìn)一步改善和挖掘可拓控制的性能，結(jié)合TSK模糊控制理論，設(shè)計(jì)TSK模糊可拓控制器，通過(guò)平穩(wěn)切換不同控制算法的方式，實(shí)現(xiàn)可拓控制和車(chē)道保持輔助系統(tǒng)性能的提升。
　　針對(duì)基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)的兩種車(chē)道偏離輔助控制方法的局限性，提出可拓聯(lián)合控制策略。基于可拓控制理論，充分考慮路面環(huán)境信息和車(chē)輛狀態(tài)，設(shè)計(jì)可拓聯(lián)合控制器，該控制器將電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)進(jìn)行聯(lián)合控制，以實(shí)現(xiàn)車(chē)道偏離輔助。為解決車(chē)道偏離輔助過(guò)

4、程中的人機(jī)協(xié)調(diào)問(wèn)題，應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論，設(shè)計(jì)考慮駕駛員轉(zhuǎn)矩和車(chē)輛側(cè)向偏差的人機(jī)協(xié)調(diào)控制器，通過(guò)輸出輔助權(quán)重動(dòng)態(tài)地調(diào)整車(chē)道偏離輔助系統(tǒng)的輔助轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)駕駛員與輔助系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。
　　最后，為了驗(yàn)證所提出控制策略的有效性，進(jìn)行了CarSim/Simulink的聯(lián)合仿真，同時(shí)針對(duì)具體研究的問(wèn)題并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件搭建硬件在環(huán)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明車(chē)道保持輔助系統(tǒng)能夠有效地保持車(chē)輛行駛在車(chē)道中心線附近，同時(shí)提高車(chē)道保持控制