基于功能模式的客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)分層控制研究.pdf

1、隨著智能化和網(wǎng)聯(lián)化熱潮的到來，作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵性技術(shù)之一的縱向駕駛輔助系統(tǒng)受到越來越廣泛的關(guān)注。縱向駕駛輔助系統(tǒng)(Longitudinal Driving Assistance System，LDAS)首先通過感知層的各種傳感器獲取前方道路和車輛信息，然后將這些環(huán)境信息輸入到?jīng)Q策層進行智能決策，最后將決策結(jié)果輸入到執(zhí)行層進行控制執(zhí)行。當客車遇到碰撞危險時，由于轉(zhuǎn)向避障極易導致客車側(cè)滑乃至側(cè)翻，造成更為嚴重的后果，此時應(yīng)優(yōu)先考慮縱向

2、控制。因此，深入開展客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)的研究對于提高道路運營水平，降低人員傷亡損失，推動智能交通的發(fā)展具有重要意義。本文基于三種功能模式:自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control System，ACC)、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(Forward Collision Warning System，F(xiàn)CW)和自動緊急制動系統(tǒng)(Automatic Emergency Braking System，AEB)進行分層控制研究，

3、ACC和AEB上層控制器輸出期望加速度，下層控制器對其進行魯棒控制，最終實現(xiàn)客車的自適應(yīng)巡航和緊急制動功能，作為過渡的FCW上層控制器則用于緊急制動前的預(yù)警。
　　本文首先基于某款客車建立整車動力學模型和逆縱向動力學模型，在此基礎(chǔ)上搭建上下層控制器。上層控制器將縱向駕駛輔助系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)功能模式(ACC、FCW、AEB)，ACC上層控制器基于添加過渡區(qū)域的模式切換（速度控制和車距控制模式）進行期望加速度模糊控制來實現(xiàn)自適應(yīng)巡航

4、功能;FCW上層控制器基于危險系數(shù)ε的分級安全距離模型來實現(xiàn)預(yù)警功能，先通過分級安全距離模型劃分不同的危險級別，然后在不同的危險級別中匹配與駕駛員風格相對應(yīng)的期望TTC-1指標;AEB上層控制器基于制動過程運動學分析的安全距離模型來實現(xiàn)緊急制動功能。隨后通過仿真試驗對ACC、AEB上層控制器進行驗證。
　　考慮到不確定性對系統(tǒng)造成的影響，本文用結(jié)構(gòu)奇異值μ理論綜合考慮參數(shù)攝動、未建模誤差和傳感器噪聲干擾對系統(tǒng)的影響，設(shè)計了下層μ控