智能车辆队列纵向控制系统的建模与实验研究

摘要

本文研究了车辆队列纵向控制的基本理论、控制方法和实验手段，开展了建模、控制器设计和实验研究，为车辆队列系统控制提供理论基础和技术支撑。本文主要研究内容包括：
　　车辆队列控制系统的研究及评价是基于系统仿真或实验结果进行的，作为仿真评价或实验结果分析的基础，需要建立比较准确的车辆纵向动力学模型。本文车辆纵向动力学系统仿真模型，充分考虑了发动机、液力变矩器、自动挡位切换、制动系统以及车辆整车运动系统模型等非线性因素的影响，从而为模拟车辆纵向行驶多工况下的实时仿真实验打下基础。
　　其次，建立分层结构框架的车辆队列纵向控制系统，包含上位控制系统和下位控制系统。本文通过对比以往学者在不同控制策略对车辆队列行驶稳定性影响建立上位控制器，既要保证车辆队列行驶的串稳定性，又要保证队列交通流稳定性。对于下层控制系统主要由油门模糊控制器、制动模糊控制器以及油门/制动协调切换控制系统组成。利用Simulink搭建相应的车辆模型与纵向控制模型，进行车辆跟随等典型工况下的仿真实验。
　　最后，在获得较好的离线仿真效果后基于dSPACE建立油门与制动协调切换控制仿真平台。利用代码自动生成和下载软件将控制算法下载到dSPACE MicroAutoboxII控制平台进行油门与制动踏板协调控制实时仿真研究。在此基础上基于dSPACE建立一个车辆纵向控制的实时仿真验证平台，设置多种典型交通状况如车辆加速、减速以及匀速工况对被控车辆进行简单的纵向控制实验。实验结果表明，所设计的队列纵向控制系统比较好的完成对实车纵向速度上跟随控制且控制效果较好。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究意义与研究内容

第2章 车辆纵向动力学系统建模

2.1 引言

2.2 车辆纵向动力学模型

2.3 汽车纵向动力学模型仿真

2.4 本章小结

第3章 车辆队列纵向控制系统设计

3.1 自动化高速公路分层控制结构

3.2 车辆纵向分层控制系统

3.3 上位控制系统

3.4 下位控制系统

3.5 仿真实验结果及分析

3.6 本章小结

第4章 油门与制动切换控制实时仿真平台

4.1 dSPACE系统

4.2 油门与制动快速控制原型设计

4.3 仿真与实验结果

4.4 本章小结

第5章 车辆纵向控制实验研究

5.1线路总体布置

5.2车辆信号采集

5.3车辆油门/制动控制

5.4实车实验结果

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研项目

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