基于狀態(tài)觀測(cè)器的車輛側(cè)向控制.pdf

1、當(dāng)前,隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,汽車已成為人們生活中必不可少的現(xiàn)代交通工具,方便了人們的生活。但是不容忽視的一個(gè)問(wèn)題是汽車數(shù)量的快速增長(zhǎng)不僅帶來(lái)了環(huán)境污染嚴(yán)重、能源消耗大、道路交通阻塞和交通事故等問(wèn)題,而且給人們生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。因此道路交通安全是一個(gè)永恒且重要的議題。為了處理此類問(wèn)題,各國(guó)專家和研究者紛紛致力于研究先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)來(lái)減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。先進(jìn)的高速公路系統(tǒng)作為先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)的一種重要類型,受到了廣泛

2、的關(guān)注。它的基本任務(wù)包括縱向控制和側(cè)向控制。縱向控制是調(diào)節(jié)汽車的速度從而保持相鄰汽車之間有足夠的安全間距。側(cè)向控制是調(diào)節(jié)汽車的自主轉(zhuǎn)向來(lái)跟蹤一條參考軌跡,即利用傳感器測(cè)量側(cè)向位移,相應(yīng)的計(jì)算轉(zhuǎn)向角,并對(duì)轉(zhuǎn)向執(zhí)行器施加控制命令使汽車沿著道路中心線行駛。本文主要研究車輛的側(cè)向控制。側(cè)向控制是基于狀態(tài)可知的如橫擺率和測(cè)偏角。橫擺率可通過(guò)價(jià)格低廉的陀螺傳感器測(cè)得。由于側(cè)偏角傳感器的成本高昂,引入Luenberger觀測(cè)器對(duì)側(cè)偏角估計(jì)大大減少了成

3、本。帶有基于觀測(cè)器的控制器的智能車輛通過(guò)路徑跟蹤功能可以有效地降低車載傳感器的成本。因此帶有基于觀測(cè)器的控制器的智能車輛側(cè)向控制系統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文的主要研究工作總結(jié)如下:
　　第一章,介紹智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能,先進(jìn)的駕駛員輔助系統(tǒng)的重要性、自動(dòng)化公路系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、側(cè)向控制技術(shù),以及本文的研究?jī)?nèi)容。
　　第二章,研究相同路面環(huán)境下的基于Luenberger觀測(cè)器的側(cè)向穩(wěn)定控制。采用二階線性系統(tǒng)構(gòu)建

4、車輛側(cè)向動(dòng)力學(xué)模型,選擇一個(gè)Luenberger觀測(cè)器對(duì)側(cè)偏角進(jìn)行估計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)基于觀測(cè)器的控制器,實(shí)現(xiàn)智能車輛的平穩(wěn)行駛。利用極點(diǎn)配置方法求出觀測(cè)器增益和控制器增益。最后,Matlab/Simulink仿真結(jié)果說(shuō)明所提的控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)智能車輛平穩(wěn)的行駛。
　　第三章,研究不同路面環(huán)境下的基于Luenberger觀測(cè)器的側(cè)向穩(wěn)定控制。構(gòu)建自行車側(cè)向動(dòng)力學(xué)模型,提出T-S模糊隸屬度函數(shù)對(duì)非線性輪胎側(cè)向力進(jìn)行刻畫;對(duì)于道路不確定性,