Benz-Actros車身縱向控制器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近年來(lái)，由于交通擁擠的困擾，和對(duì)車輛駕駛舒適性、安全性程度的追求，智能交通系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的重視；而作為智能交通在目前更接近于實(shí)用化的子系統(tǒng)：自動(dòng)駕駛技術(shù)得到了更為廣泛的研究和嘗試。通過(guò)與德國(guó)奔馳研發(fā)中心重型卡車部合作，本文對(duì)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的核心技術(shù)車身縱向控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究，控制對(duì)象為奔馳新一代重卡—Actros。 與以往基于程序的控制器開發(fā)思路不同，本文采用了基于模型的新型控制器開發(fā)理念：V模式。利用強(qiáng)大的計(jì)算和仿真工

2、具M(jìn)ATLAB建立起車身縱向控制器的模型，并以模型為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)仿真，設(shè)計(jì)與驗(yàn)證控制算法的正確性，為V開發(fā)模式的下游流程提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。在控制器設(shè)計(jì)算法上，考慮到載重卡車的嚴(yán)重非線性，采用了內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩個(gè)控制層來(lái)設(shè)計(jì)。內(nèi)環(huán)的控制回路，其核心是一個(gè)基于模型的加速度控制器，控制核為預(yù)調(diào)增益PID控制器，這一層與車輛屬性的相關(guān)性相當(dāng)大，PID控制器的預(yù)調(diào)余地為車輛離合器的擋位數(shù)(16級(jí))，在車輛不同的工況下，內(nèi)環(huán)控制器自動(dòng)調(diào)整PID控制器的

3、控制參數(shù)并進(jìn)行相關(guān)的工況平滑，實(shí)現(xiàn)了整體的非線性與局部線性的融合；而在外環(huán)，線性距離控制器通過(guò)相應(yīng)的軟、硬件控制著車排內(nèi)部前后車輛之間的安全距離。創(chuàng)新式的兩層控制系統(tǒng)也使得內(nèi)、外層能夠并聯(lián)設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)效率。 控制器模型在MATLAB內(nèi)部是模塊化、層次化地進(jìn)行建立的，整個(gè)模型按照系統(tǒng)功能劃分為：組織控制器與車輛模型之間數(shù)據(jù)輸入輸出的參數(shù)準(zhǔn)備模塊、采用預(yù)調(diào)增益PID控制策略的加速度控制器、輸出量計(jì)算和輸出模塊。模型大部分采用MA

4、TLAB控制與仿真工具箱SIMULINK建立，部分邏輯結(jié)構(gòu)采用基于有限狀態(tài)機(jī)原理的STATEFLOW完成?？紤]到車輛控制的實(shí)際場(chǎng)合，數(shù)據(jù)測(cè)量與傳送中存在脈沖干擾和誤碼，本文對(duì)在控制中所使用到的濾波器進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)出了比例濾波器、微分濾波器。在濾波器設(shè)計(jì)時(shí)，采用近似差分法得出相應(yīng)的時(shí)域離散方程，并建立SIMULINK模型。通過(guò)對(duì)相關(guān)的輸入輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理，收到了不錯(cuò)的仿真效果。 最后，本文對(duì)車身縱向控制器進(jìn)行了模糊控制方面