基于电控液压装置的主动避撞系统关键技术研究

摘要

汽车工业的高速发展带来了世界范围内汽车保有量的不断增加，人们在享受便利性的同时，更加的关注汽车安全问题。汽车主动避撞系统作为汽车主动安全的重要组成部分，已经受到各国政府、企业以及高校的研究机构重视，成为汽车安全领域内的研究热点。
　　本文总结分析了国内外相关研究成果，针对纵向避撞系统设计了总体方案，定义了整个系统实现的基本功能，确定了避撞系统设计过程中涉及的关键技术。
　　利用CarSim动力学建模快速、准确的优点，建立了车辆动力学模型，设计了包括节气门和制动切换模块、期望制动压力计算模块、期望节气门开度求取模块的车辆逆纵向动力学模型。
　　为了实现主动制动的功能，设计了一种并联式电控液压制动系统，并构建了该系统的制动压力控制模型。利用单神经元PID具有较好的自适应性和参数自整定的优点，设计了制动压力控制系统的单神经元PID控制器。在与传统PID控制在增、减压控制效果的对比中可以看出，单神经元PID控制在保证响应快速性的同时可以保障系统的鲁棒性。
　　结合现有安全距离模型，建立了综合考虑驾驶员特性和路面状况的安全距离模型。在此基础上，设计了以驾驶员优先为原则的控制功能定义层，采用了能够实现参数自整定且有较好适应性的模糊PID控制算法设计主动避撞系统下位控制器，针对系统实现的不同功能分别设计了相应的上位控制器。利用Simulink和CarSim进行联合仿真验证，结果表明本文设计的主动避撞系统能够较好的实现前文定义的避撞功能。
　　为了验证仿真结果的准确性，搭建了基于xPC Target的硬件在环实车试验平台，并针对主动避撞的不同模式进行实车试验，试验结果表明，在中低速条件下，文本所设计的纵向主动避撞系统能够满足汽车主动避撞功能的要求。本文研究成果具有较大的实用价值，可以有效降低交通事故发生率。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及研究方法

第二章 车辆纵向避撞系统总体方案的设计

2.1 引言

2.2 汽车主动避撞系统总体方案设计

2.3 实现总体方案需要的关键技术

2.4 本章小结

第三章 主动避撞车辆动力学系统建模

3.1 引言

3.2车辆动力学系统建模

3.3 车辆逆纵向动力学系统模型

3.4本章小结

第四章 电控液压制动系统建模及参数辨识

4.1引言

4.2电控液压制动系统设计方案

4.3 液压系统单元建模

4.4 系统参数辨识

4.5 本章小结

第五章 制动压力控制器设计

5.1 引言

5.2 基于PID算法的制动压力控制器设计

5.3 单神经元自适应PID控制器设计

5.4 本章小节

第六章 纵向主动避撞系统安全距离模型与控制器设计

6.1 引言

6.2 安全距离模型设计

6.3控制功能定义层设计及纵向避撞系统控制器总体设计

6.4纵向避撞系统下位控制器设计

6.5 纵向避撞系统上位控制器设计与仿真

6.6 本章小结

第七章 汽车主动避撞系统试验研究

7.1 引言

7.2 试验总体方案设计

7.3 基于xPC Target的硬件在环仿真系统

7.4 避撞功能验证

7.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间研究成果