汽車巡航技術(shù)在公路限速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前,我國汽車保有量激增,道路上的車流變得越來越密集,路況也更為復(fù)雜,如果出現(xiàn)超速駕駛會非常危險,特別是在一些特殊時間特殊路段上,如急轉(zhuǎn)彎處,上下學(xué)時間學(xué)校附近道路等等。常見的限速措施主要是各種限速警示,并依靠測速儀器對過路車輛進(jìn)行測速來督促司機(jī)注意車速,屬于被動限速。由于被動限速效果不佳,一種可實(shí)現(xiàn)主動限速的公路限速系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它由限速辨識系統(tǒng)和車速限制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成,可以根據(jù)不同限速路段的限行速度對車輛進(jìn)行主動速度調(diào)節(jié),使車輛以不

2、高于限速路段的速度上限行駛。其中安全平穩(wěn)地控制車輛的行駛速度是整個公路限速系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。本文在介紹整個公路限速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究車速限制系統(tǒng)?，F(xiàn)有的車速限制系統(tǒng)對車速的控制采用簡單的邊界控制策略,即當(dāng)車輛的行駛速度達(dá)到限速路段的最高限行速度時,才對車速進(jìn)行限速控制;而當(dāng)車速低于限速值時,系統(tǒng)停止對車速的控制。該方法雖然實(shí)現(xiàn)簡單,但在控制過程中由于受駕駛員對加速踏板操作的影響,其控制效果并不理想。在限速過程中,剛被系統(tǒng)降下來的車速,

3、由于駕駛員踩下加速踏板的腳未曾抬起,致使車輛又會很快進(jìn)入加速狀態(tài)。在短時間內(nèi)此種情況可能重復(fù)發(fā)生多次,使得車輛出現(xiàn)反復(fù)加、減速的情況。
　　 為了解決上述問題,文中將汽車巡航技術(shù)引入車速限制系統(tǒng)中,提出一種基于汽車定速巡航技術(shù)的車速限制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用連續(xù)控制策略對車速進(jìn)行控制。系統(tǒng)在限速過程中,通過暫停駕駛員對加速踏板的控制權(quán),避免駕駛員對限速過程的干擾:通過對節(jié)電子節(jié)氣門的連續(xù)控制,接替加速踏板的控制權(quán),使車輛進(jìn)入巡航狀態(tài),

4、按照限速路段的最高限行速度定速行駛,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)限速。
　　 為使車輛的行駛速度在達(dá)到限速路段的最高限行速度后能夠按照最高限行速度定速巡航行駛,對車速的控制策略進(jìn)行了研究,分別設(shè)計了兩種控制器:模糊PID控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID控制器。以普通手動擋轎車為參考對象,建立了由電子節(jié)氣門、發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)及車輛運(yùn)動系統(tǒng)組成的車輛縱向動力學(xué)模型。利用MATLAB/SIMULINK建立了車速限制系統(tǒng)的仿真模型,并對系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析,

5、對比兩種控制器的控制效果。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:當(dāng)車輛的行駛速度達(dá)到限速路段的最高限行速度后,兩種控制器都可以使車輛自動按照限速路段的最高限行速度定速行駛,但是無論從復(fù)雜程度、實(shí)現(xiàn)難易程度,還是控制效果等方面,基于模糊PID控制算法的控制器都要優(yōu)于基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID的巡航控制系統(tǒng)。由于車輛的行駛速度在限速過程中完全由系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)控制,且不再伴有駕駛員的操作,從而抑制了車輛在限速過程中可能出現(xiàn)的反復(fù)加、減速的情況,實(shí)現(xiàn)了