隨著智能車及車載傳感通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展,無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)逐漸成為可能,同時(shí)隨著汽車保有量的遞增,我國(guó)每年因交通事故造成的傷亡人數(shù)居高不下,其中大部分傷亡由駕駛員誤操作造成的車輛碰撞所導(dǎo)致。如何利用智能車系統(tǒng)提高行車的安全性成為解決上述問(wèn)題的途徑之一。在線控轉(zhuǎn)向、汽車動(dòng)力學(xué)、軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制等理論的基礎(chǔ)上,論文提出以線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向功能為載體進(jìn)行智能車避障研究,其中線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消方向盤與轉(zhuǎn)向器之間的連接,為前輪轉(zhuǎn)向控制開(kāi)辟了發(fā)展空間。在概述了關(guān)鍵技術(shù)后,搭建線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向車輛模型。在檢測(cè)到障礙物后,需要規(guī)劃出一條滿足避障的行車軌跡,文章提出一種新型的避障軌跡規(guī)劃的方法,對(duì)于障礙物的狀態(tài)信息進(jìn)行采集后創(chuàng)建了基于障礙物衍生的狀態(tài)格避障環(huán)境模型,結(jié)合構(gòu)造的狀態(tài)格成本計(jì)算與搜索算法進(jìn)行軌跡擇優(yōu)。該方法能全面地考慮障礙物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并且能精確地針對(duì)多個(gè)障礙物的場(chǎng)景進(jìn)行最優(yōu)軌跡個(gè)選取。為了驗(yàn)證所提方法的有效性,進(jìn)行了不同場(chǎng)景下的仿真,同時(shí)仿真對(duì)比了所提策略與傳統(tǒng)柵格法,證明所提出策略的優(yōu)勢(shì)。考慮車輛模型非線性特性、參數(shù)攝動(dòng)以及外界擾動(dòng)的影響,在軌跡跟蹤方面,提出了基于內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)角跟蹤和外環(huán)改進(jìn)自抗擾控制... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本章駕駛員模型采用單點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員模型[43]，其預(yù)瞄策略如圖2.1 所示。圖2.1 恒定橫擺角速度的汽車軌跡預(yù)測(cè)Fig 2.1 Prediction of vehicle trajectory圖2.1 中反映了車輛當(dāng)前位置 M、預(yù)估位置 C、預(yù)瞄點(diǎn)位置 P 以及預(yù)瞄偏差Δf之間的關(guān)系，設(shè)定預(yù)計(jì)時(shí)間為tp后，預(yù)估位置C 與預(yù)瞄點(diǎn)位置 P 重合。本文基于期望穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的理想汽車狀態(tài)，考慮到駕駛員的滯后特點(diǎn)以及調(diào)節(jié)能力，設(shè)定駕駛員模型如下。 tststsGtGfvtcdcpxpc1exp122arctan[()] (2.1)式中， G , G分別表示橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角對(duì)于前輪轉(zhuǎn)角的穩(wěn)態(tài)增益。

本文利用線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制車輛跟蹤期望軌跡，控制策略研究過(guò)程無(wú)需考慮轉(zhuǎn)向盤模塊的作用，故僅對(duì)轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊其各機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖2.2所示，轉(zhuǎn)向電機(jī)在控制器驅(qū)動(dòng)電流的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)減速器、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、拉桿后實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向。圖2.2 線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊Fig 2.2 Steeringactuatorassembly由圖2.2 中所示動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律，忽略干摩擦力、摩擦阻力矩，可得到關(guān)于線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程。（1）轉(zhuǎn)向電機(jī)模型：根據(jù)力矩平衡可得轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型如下：()mmGrpmmmmmTKgxrTJBT (2.2)同時(shí)，由基爾霍夫定律，直流電機(jī)模型可簡(jiǎn)化為：emU LIRIK (2.3)同時(shí)，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和電機(jī)電樞電流的關(guān)系為：TKImI (2.4)式中，m 為電機(jī)轉(zhuǎn)角；mK 表示轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的扭轉(zhuǎn)剛度；Gg 表示齒輪減速器的減速比；pr 表示齒輪齒條機(jī)構(gòu)中齒輪的半徑；rx 表示齒條位移；mT 為轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩； T 為電機(jī)作用于減速器中小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩； U , L,R,I分別為電機(jī)電樞電壓、電感、電阻和電流；mmJ , B分別表示轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)，eIK , K分別表示反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)和轉(zhuǎn)矩系數(shù)。（2）齒輪齒條機(jī)構(gòu)模型根據(jù)力學(xué)平衡可得齒輪齒條機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型如下：

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3377206