考慮NMS的新型駕駛員模型在轉向控制中的應用研究.pdf

1、駕駛員駕駛機動車時，因個人自身因素引起的道路交通安全事故發(fā)生頻繁，駕駛員的駕駛行為，是誘發(fā)交通事故的主要原因，如何對駕駛員轉向行為特性進行分析與研究進而營造一個安全、舒適的駕駛環(huán)境也就成為了目前研究的熱點。鑒于目前采用車輛測試成本較高、時間長、同時還會受到空間等環(huán)境條件的限制等因素的影響，在這種情況下建立精確、合理、符合駕駛員特性的駕駛員轉向控制模型，對于車輛實車試驗驗證與分析、車輛輔助設計及確保行車安全具有重要意義。
　　本文針

2、對駕駛員轉向行為所涉及的問題，對基于線性二次型（LQR）的駕駛員轉向控制模型、神經肌肉動態(tài)性模型及車輛穩(wěn)定性控制模型等內容進行了較深入的研究，其具體研究內容可以歸納如下：
　　首先，設計了基于線性二次型（LQR）并考慮駕駛員延時特性的駕駛員轉向控制模型。針對駕駛員轉向控制方法進行研究，根據車輛動力學及線性規(guī)劃最優(yōu)控制理論，采用多點預瞄機制建立了“最優(yōu)-預瞄”駕駛員轉向控制模型。針對不同控制權值進行控制軌跡跟隨性能的分析。根據反饋矩

3、陣系數來探究最優(yōu)駕駛員的內在駕駛特性。采用狀態(tài)移位寄存器的形式將駕駛員延時特性考慮到駕駛員轉向控制模型中，使設計的模型更貼近實際駕駛員轉向行為特性。采用雙移線的仿真方法驗證該駕駛員轉向控制模型的有效性。
　　其次，將神經肌肉動態(tài)性模型融合到駕駛員轉向控制模型中。根據神經肌肉具體作用過程及肌肉的反應反射的內在機理，設計了手臂轉向動態(tài)性模型與神經肌肉控制環(huán)節(jié)構成的神經肌肉動態(tài)性模型。其中神經肌肉控制環(huán)節(jié)包含反射控制、剛度因子與參考模型

4、三部分，并得到各部分模型或傳遞函數的具體形式：根據手臂及車輛轉向系統(tǒng)的動態(tài)耦合性，得到手臂轉向動態(tài)性模型的運動方程；通過肌肉協同收縮得到剛度因子；通過系統(tǒng)辨識的方法得到了耦合的駕駛員、車輛及轉向系統(tǒng)之間肌肉力矩及轉向角之間的傳遞函數，從而得到內部參考模型?？紤]了轉向力矩反饋對駕駛員神經肌肉動態(tài)性的影響，將神經肌肉動態(tài)性模型融合到駕駛員轉向控制模型中，并進行仿真分析。通過仿真驗證神經肌肉動態(tài)性參數對車輛轉向及軌跡跟蹤性能的影響。
　

5、　最后，在包含神經肌肉動態(tài)性的駕駛員轉向控制模型的基礎上，提出建立車輛穩(wěn)定性控制模型。考慮到輪胎的非線性特性，基于“魔術公式”及車輛動力學建立了整車動力學模型。根據車輛的線性動力學模型及線性二次型最優(yōu)控制理論，采用橫擺角速度和質心側偏角作為控制變量，建立一種增加附加橫擺力矩的穩(wěn)定性控制模型將其應用到整車動力學模型中，并進行仿真驗證。驗證該穩(wěn)定性控制模型能夠保證車輛在不同附著系數路面上的穩(wěn)定性。
　　綜上所述，本文一方面設計了駕駛員