主动避撞纵向动力学模型及控制策略研究

摘要

汽车工业的飞速发展给人们生活带来方便，同时每年也会造成大量的交通事故，产生巨大的经济损失。所以，主动避撞问题越来越受到人们的重视，由于主动避撞动力学系统的复杂性和非线性，所建立的模型存在大量的不确定性，导致传统的控制方法很难保证实际行驶过程中的鲁棒性能。针对此问题，本文提出了一种新型主动避撞纵向动力学摄动模型，并基于?控制理论设计节气门和制动控制器，该控制器能有效抑制参数摄动和外界干扰对系统的影响，有较好的鲁棒性。
　　首先，在现有的主动避撞系统研究成果基础上，设计主动避撞下位控制系统方案。
　　然后，提出一种新型主动避撞纵向动力学摄动模型。该模型基于某智能车试验平台实车参数，简化其中非线性部件，考虑实际行驶过程中参数摄动对系统的影响，并在不同工况下对该模型进行仿真验证。结果表明所建立的纵向动力学摄动模型不仅满足了简洁性的要求还具有较好的动态性能，能准确反应出不确定性对系统的影响。
　　接着，分别以纵向动力学摄动模型制动系统和动力系统为控制对象，考虑参数摄动、外界干扰和未建模误差的影响，利用?理论设计控制器。并在Matlab的Simgui工具箱中，将?控制器和标称情况下的?H控制器进行仿真对比。仿真结果表明所设计的?控制器在存在摄动和干扰时，具有较快的响应速度和鲁棒性，使系统有较好的控制效果。
　　为了进一步验证设计控制器的有效性，基于该智能车试验平台，将?控制器与PID控制器进行实车试验。试验结果显示，本文所设计的?控制器在实际应用过程中具有较强的鲁棒性，为以后更好的解决由于参数摄动和模型不确定性导致主动避撞纵向动力学控制系统性能降低问题提供了参考。