无人驾驶智能车油门控制系统研究

摘要

随着汽车工业的高速发展,汽车逐渐成为人们日常生活中不可或缺的重要部分。但汽车的普及也同时带来了许多城市交通方面的问题,如交通运输、道路拥挤等问题。对无人驾驶智能车的设计开发则是解决交通问题的重要手段之一。无人驾驶智能车通过传感器采集的自身及环境的各种积极信息数据,然后传入车载中央计算机进行数据分析,操纵无人驾驶智能车按照中央计算机计算所产生的最优路径行驶。油门控制系统是无人驾驶智能车的最基本的控制系统之一,是实现无人驾驶智能车稳定、安全行驶最重要的部分。
　　本文无人驾驶智能车的油门控制系统是在电子节气门基础上进行改造的。利用单片机模拟驾驶员踩踏加速踏板,加速踏板位置传感器把具体的位移值转化为电压信号送入控制单元,驱动直流电机转动,来达到控制节气门开度的目的。
　　通过分析电子节气门机械结构中存在的非线性因素和各自的特性,建立无人驾驶智能车油门控制系统的数学模型。在所建立的数学模型的基础上,运用PID和模糊PID控制策略对油门系统进行控制。
　　在MATLAB/Simulink环境中建立油门控制系统仿真模型,进行阶跃响应、线性和正弦追逐响应的仿真。仿真结果表明:本文研究的无人驾驶智能车油门控制系统能够较精确地控制节气门开度,保证汽车具有良好的动态响应特性和稳态特性。证明了所开发的无人驾驶智能车油门控制系统能够满足汽车自动行驶的要求。
　　通过对无人驾驶智能车油门控制系统的仿真,为其今后研究提供理论指导。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及目的

1.2 国内外研究现状

1.3 无人驾驶汽车的发展趋势

1.4 无人驾驶智能车油门控制技术

1.5 本文主要内容及意义

第二章 基于电子节气门系统的改造

2.1 传统节气门的结构和工作原理

2.2 电子节气门的结构和工作原理

2.3 电子节气门驱动模块

2.4 对电子节气门的改造

2.5 电子节气门控制系统的各项参数

2.6 本章小结

第三章 油门控制系统非线性因素分析及数学建模

3.1 油门控制系统非线性因素分析

3.2 油门控制系统的数学建模

3.3 本章小结

第四章 油门系统控制算法研究

4.1 普通PID控制

4.2 模糊PID控制

4.3 本章小结

第五章 油门控制系统仿真

5.1 系统总体模型

5.2 系统输入模块

5.3 位置传感器模块

5.4控制器模块

5.5 电机驱动模块

5.6 节气门驱动电机模块

5.7 节气门执行机构模型

5.8 仿真结果分析

5.9 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间完成的主要论文及专利

致谢