基于網(wǎng)絡(luò)化控制的巡航控制策略設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-14 23:48
近年來全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,推動(dòng)了智能交通行業(yè)的高速發(fā)展,使得車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛成為了近幾年的研究熱點(diǎn)。車聯(lián)網(wǎng)借助新一代通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)車與人、車與路邊單元、車與車聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)平臺(tái)之間全方位信息共享,為用戶提供更加全面、高效、智能的綜合性服務(wù)。巡航駕駛作為最基礎(chǔ)的自動(dòng)駕駛技術(shù)之一,可以為駕駛員提供安全、穩(wěn)定的智能輔助駕駛服務(wù),減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。但是,隨著汽車銷量和保有量的增加,汽車給人們的生活也帶來了安全、擁堵、能源、環(huán)境等一系列嚴(yán)重的社會(huì)和生態(tài)問題。為減輕駕駛員負(fù)擔(dān)、節(jié)能減排,汽車產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。本論文首先基于新一代無線通信技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化控制以及巡航控制理論,提出一種基于網(wǎng)絡(luò)化控制的巡航控制系統(tǒng)架構(gòu)。然后,提出了一種考慮時(shí)延的巡航控制系統(tǒng)最優(yōu)化控制策略。最后,搭建了巡航控制車輛狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)原型,初步實(shí)現(xiàn)了定速巡航模式車速設(shè)定、車輛跟馳模式下的多車輛跟蹤識(shí)別、車輛狀態(tài)信息顯示等功能。本文主要研究?jī)?nèi)容具體如下:(1)基于網(wǎng)絡(luò)化控制的巡航控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化控制知識(shí)和巡航控制理論,提出一種基于網(wǎng)絡(luò)化控制的巡航控制系統(tǒng)架構(gòu)。該系...
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
巡航控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
當(dāng) CCS 控制汽車以駕駛?cè)藛T設(shè)定的預(yù)設(shè)車速穩(wěn)定行駛時(shí),駕駛員人為控制汽車加速裝置便可以解除 CCS 的控制功能,但是之前駕駛?cè)藛T設(shè)置的預(yù)設(shè)車速依然保存在 CCS 控制器中。當(dāng)駕駛員再次需要開啟 CCS 功能時(shí),只需要按住CCS 開關(guān),CCS 便可以以之前駕駛員設(shè)置的預(yù)設(shè)車速繼續(xù)控制車輛穩(wěn)定行駛。CCS 信息感知單元中的車速傳感器將感知到的自車實(shí)際車速信息與 CCS 預(yù)設(shè)車速信息共同輸入到 CCS 控制器。CCS 控制器通過計(jì)算得到車速控制策略,傳入到執(zhí)行單元,然后執(zhí)行單元通過控制油門控制器和剎車控制器改變車速,變化后的車速由信息采集單元中的車速傳感器采集后反饋給巡航控制系統(tǒng)電子控制單元,用于下一時(shí)刻車速控制,從而構(gòu)成閉環(huán)控制回路。當(dāng) CCS 控制車輛的實(shí)時(shí)車速低于系統(tǒng)保存的預(yù)設(shè)車速時(shí),CCS 控制器便可以通過控制執(zhí)行單元內(nèi)的油門控制器,增大節(jié)氣門開合度,增加車速至巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速。反之,當(dāng)汽車行駛車速高與巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速時(shí),巡航控制系統(tǒng)電子控制單元通過控制執(zhí)行單元內(nèi)的節(jié)氣門控制器,減小節(jié)氣門開合度,控制車速減小至巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速。CCS 閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。
圖 2-2 PID 控制器結(jié)構(gòu)Figure 2-2 Structure of PID controller如圖 2-3,( )0v t 為 t 時(shí)刻的巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速,v ( t)為 時(shí)刻車速傳感器獲取的實(shí)際車速,e ( t)為車速誤差;pK為比例增益,是一個(gè)正常數(shù),( )pu t 為e ( t)經(jīng)比例運(yùn)算得到的信號(hào),且( ) ( )p pu t K e t ;iK 為積分增益,是一個(gè)正常數(shù), ( )iu t是e ( t)經(jīng)過積分得到的信號(hào),且( ) ( )0ti iu t K e d ;dK 為微分增益,也是一個(gè)正常數(shù),( )du t 是 經(jīng)過微分得到的信號(hào),且 ( ) ( )d ddu t K e tdt;u ( t)為 時(shí)刻的車速控制策略,且( ) ( ) ( ) ( )p i du t u t u t u t 。u ( t)控制信號(hào)傳輸?shù)綀?zhí)行單元,通過控制油門控制器和剎車控制器控制車速v ( t),然后車速傳感器將采集到的實(shí)時(shí)車速反饋給巡航控制系統(tǒng)電子控制單元構(gòu)成閉環(huán)控制回路。圖2-2中比例單元、
本文編號(hào):3437042
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
巡航控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
當(dāng) CCS 控制汽車以駕駛?cè)藛T設(shè)定的預(yù)設(shè)車速穩(wěn)定行駛時(shí),駕駛員人為控制汽車加速裝置便可以解除 CCS 的控制功能,但是之前駕駛?cè)藛T設(shè)置的預(yù)設(shè)車速依然保存在 CCS 控制器中。當(dāng)駕駛員再次需要開啟 CCS 功能時(shí),只需要按住CCS 開關(guān),CCS 便可以以之前駕駛員設(shè)置的預(yù)設(shè)車速繼續(xù)控制車輛穩(wěn)定行駛。CCS 信息感知單元中的車速傳感器將感知到的自車實(shí)際車速信息與 CCS 預(yù)設(shè)車速信息共同輸入到 CCS 控制器。CCS 控制器通過計(jì)算得到車速控制策略,傳入到執(zhí)行單元,然后執(zhí)行單元通過控制油門控制器和剎車控制器改變車速,變化后的車速由信息采集單元中的車速傳感器采集后反饋給巡航控制系統(tǒng)電子控制單元,用于下一時(shí)刻車速控制,從而構(gòu)成閉環(huán)控制回路。當(dāng) CCS 控制車輛的實(shí)時(shí)車速低于系統(tǒng)保存的預(yù)設(shè)車速時(shí),CCS 控制器便可以通過控制執(zhí)行單元內(nèi)的油門控制器,增大節(jié)氣門開合度,增加車速至巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速。反之,當(dāng)汽車行駛車速高與巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速時(shí),巡航控制系統(tǒng)電子控制單元通過控制執(zhí)行單元內(nèi)的節(jié)氣門控制器,減小節(jié)氣門開合度,控制車速減小至巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速。CCS 閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。
圖 2-2 PID 控制器結(jié)構(gòu)Figure 2-2 Structure of PID controller如圖 2-3,( )0v t 為 t 時(shí)刻的巡航控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)車速,v ( t)為 時(shí)刻車速傳感器獲取的實(shí)際車速,e ( t)為車速誤差;pK為比例增益,是一個(gè)正常數(shù),( )pu t 為e ( t)經(jīng)比例運(yùn)算得到的信號(hào),且( ) ( )p pu t K e t ;iK 為積分增益,是一個(gè)正常數(shù), ( )iu t是e ( t)經(jīng)過積分得到的信號(hào),且( ) ( )0ti iu t K e d ;dK 為微分增益,也是一個(gè)正常數(shù),( )du t 是 經(jīng)過微分得到的信號(hào),且 ( ) ( )d ddu t K e tdt;u ( t)為 時(shí)刻的車速控制策略,且( ) ( ) ( ) ( )p i du t u t u t u t 。u ( t)控制信號(hào)傳輸?shù)綀?zhí)行單元,通過控制油門控制器和剎車控制器控制車速v ( t),然后車速傳感器將采集到的實(shí)時(shí)車速反饋給巡航控制系統(tǒng)電子控制單元構(gòu)成閉環(huán)控制回路。圖2-2中比例單元、
本文編號(hào):3437042
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