考慮NMS的新型駕駛員模型在轉(zhuǎn)向控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、駕駛員駕駛機(jī)動車時，因個人自身因素引起的道路交通安全事故發(fā)生頻繁，駕駛員的駕駛行為，是誘發(fā)交通事故的主要原因，如何對駕駛員轉(zhuǎn)向行為特性進(jìn)行分析與研究進(jìn)而營造一個安全、舒適的駕駛環(huán)境也就成為了目前研究的熱點。鑒于目前采用車輛測試成本較高、時間長、同時還會受到空間等環(huán)境條件的限制等因素的影響，在這種情況下建立精確、合理、符合駕駛員特性的駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型，對于車輛實車試驗驗證與分析、車輛輔助設(shè)計及確保行車安全具有重要意義。
　　本文針

2、對駕駛員轉(zhuǎn)向行為所涉及的問題，對基于線性二次型（LQR）的駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型、神經(jīng)肌肉動態(tài)性模型及車輛穩(wěn)定性控制模型等內(nèi)容進(jìn)行了較深入的研究，其具體研究內(nèi)容可以歸納如下：
　　首先，設(shè)計了基于線性二次型（LQR）并考慮駕駛員延時特性的駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型。針對駕駛員轉(zhuǎn)向控制方法進(jìn)行研究，根據(jù)車輛動力學(xué)及線性規(guī)劃最優(yōu)控制理論，采用多點預(yù)瞄機(jī)制建立了“最優(yōu)-預(yù)瞄”駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型。針對不同控制權(quán)值進(jìn)行控制軌跡跟隨性能的分析。根據(jù)反饋矩

3、陣系數(shù)來探究最優(yōu)駕駛員的內(nèi)在駕駛特性。采用狀態(tài)移位寄存器的形式將駕駛員延時特性考慮到駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型中，使設(shè)計的模型更貼近實際駕駛員轉(zhuǎn)向行為特性。采用雙移線的仿真方法驗證該駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型的有效性。
　　其次，將神經(jīng)肌肉動態(tài)性模型融合到駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型中。根據(jù)神經(jīng)肌肉具體作用過程及肌肉的反應(yīng)反射的內(nèi)在機(jī)理，設(shè)計了手臂轉(zhuǎn)向動態(tài)性模型與神經(jīng)肌肉控制環(huán)節(jié)構(gòu)成的神經(jīng)肌肉動態(tài)性模型。其中神經(jīng)肌肉控制環(huán)節(jié)包含反射控制、剛度因子與參考模型

4、三部分，并得到各部分模型或傳遞函數(shù)的具體形式：根據(jù)手臂及車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動態(tài)耦合性，得到手臂轉(zhuǎn)向動態(tài)性模型的運動方程；通過肌肉協(xié)同收縮得到剛度因子；通過系統(tǒng)辨識的方法得到了耦合的駕駛員、車輛及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間肌肉力矩及轉(zhuǎn)向角之間的傳遞函數(shù)，從而得到內(nèi)部參考模型?？紤]了轉(zhuǎn)向力矩反饋對駕駛員神經(jīng)肌肉動態(tài)性的影響，將神經(jīng)肌肉動態(tài)性模型融合到駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型中，并進(jìn)行仿真分析。通過仿真驗證神經(jīng)肌肉動態(tài)性參數(shù)對車輛轉(zhuǎn)向及軌跡跟蹤性能的影響。
　

5、　最后，在包含神經(jīng)肌肉動態(tài)性的駕駛員轉(zhuǎn)向控制模型的基礎(chǔ)上，提出建立車輛穩(wěn)定性控制模型?？紤]到輪胎的非線性特性，基于“魔術(shù)公式”及車輛動力學(xué)建立了整車動力學(xué)模型。根據(jù)車輛的線性動力學(xué)模型及線性二次型最優(yōu)控制理論，采用橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角作為控制變量，建立一種增加附加橫擺力矩的穩(wěn)定性控制模型將其應(yīng)用到整車動力學(xué)模型中，并進(jìn)行仿真驗證。驗證該穩(wěn)定性控制模型能夠保證車輛在不同附著系數(shù)路面上的穩(wěn)定性。
　　綜上所述，本文一方面設(shè)計了駕駛員