汽車巡航技術(shù)在公路限速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前,我國(guó)汽車保有量激增,道路上的車流變得越來(lái)越密集,路況也更為復(fù)雜,如果出現(xiàn)超速駕駛會(huì)非常危險(xiǎn),特別是在一些特殊時(shí)間特殊路段上,如急轉(zhuǎn)彎處,上下學(xué)時(shí)間學(xué)校附近道路等等。常見(jiàn)的限速措施主要是各種限速警示,并依靠測(cè)速儀器對(duì)過(guò)路車輛進(jìn)行測(cè)速來(lái)督促司機(jī)注意車速,屬于被動(dòng)限速。由于被動(dòng)限速效果不佳,一種可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)限速的公路限速系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它由限速辨識(shí)系統(tǒng)和車速限制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成,可以根據(jù)不同限速路段的限行速度對(duì)車輛進(jìn)行主動(dòng)速度調(diào)節(jié),使車輛以不

2、高于限速路段的速度上限行駛。其中安全平穩(wěn)地控制車輛的行駛速度是整個(gè)公路限速系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。本文在介紹整個(gè)公路限速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究車速限制系統(tǒng)。現(xiàn)有的車速限制系統(tǒng)對(duì)車速的控制采用簡(jiǎn)單的邊界控制策略,即當(dāng)車輛的行駛速度達(dá)到限速路段的最高限行速度時(shí),才對(duì)車速進(jìn)行限速控制;而當(dāng)車速低于限速值時(shí),系統(tǒng)停止對(duì)車速的控制。該方法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但在控制過(guò)程中由于受駕駛員對(duì)加速踏板操作的影響,其控制效果并不理想。在限速過(guò)程中,剛被系統(tǒng)降下來(lái)的車速,

3、由于駕駛員踩下加速踏板的腳未曾抬起,致使車輛又會(huì)很快進(jìn)入加速狀態(tài)。在短時(shí)間內(nèi)此種情況可能重復(fù)發(fā)生多次,使得車輛出現(xiàn)反復(fù)加、減速的情況。
　　 為了解決上述問(wèn)題,文中將汽車巡航技術(shù)引入車速限制系統(tǒng)中,提出一種基于汽車定速巡航技術(shù)的車速限制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用連續(xù)控制策略對(duì)車速進(jìn)行控制。系統(tǒng)在限速過(guò)程中,通過(guò)暫停駕駛員對(duì)加速踏板的控制權(quán),避免駕駛員對(duì)限速過(guò)程的干擾:通過(guò)對(duì)節(jié)電子節(jié)氣門的連續(xù)控制,接替加速踏板的控制權(quán),使車輛進(jìn)入巡航狀態(tài),

4、按照限速路段的最高限行速度定速行駛,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)限速。
　　 為使車輛的行駛速度在達(dá)到限速路段的最高限行速度后能夠按照最高限行速度定速巡航行駛,對(duì)車速的控制策略進(jìn)行了研究,分別設(shè)計(jì)了兩種控制器:模糊PID控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID控制器。以普通手動(dòng)擋轎車為參考對(duì)象,建立了由電子節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)及車輛運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組成的車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型。利用MATLAB/SIMULINK建立了車速限制系統(tǒng)的仿真模型,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析,

5、對(duì)比兩種控制器的控制效果。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:當(dāng)車輛的行駛速度達(dá)到限速路段的最高限行速度后,兩種控制器都可以使車輛自動(dòng)按照限速路段的最高限行速度定速行駛,但是無(wú)論從復(fù)雜程度、實(shí)現(xiàn)難易程度,還是控制效果等方面,基于模糊PID控制算法的控制器都要優(yōu)于基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID的巡航控制系統(tǒng)。由于車輛的行駛速度在限速過(guò)程中完全由系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)控制,且不再伴有駕駛員的操作,從而抑制了車輛在限速過(guò)程中可能出現(xiàn)的反復(fù)加、減速的情況,實(shí)現(xiàn)了