線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車底盤控制的先進(jìn)技術(shù),打破了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)約束,更好的促進(jìn)車輛自動(dòng)化與智能化發(fā)展。本文以線控轉(zhuǎn)向汽車為設(shè)計(jì)平臺(tái),研究了智能汽車主動(dòng)換道及其人機(jī)共享控制。首先對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹并以此建立系統(tǒng)模型和整車模型。針對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特殊性建立變傳動(dòng)比,以穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向增益為出發(fā)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方向盤對(duì)車輛轉(zhuǎn)向指令控制的穩(wěn)定性前饋控制。針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力反饋控制,設(shè)計(jì)滿足駕駛員虛擬手感的轉(zhuǎn)向阻力矩模型。建立參考模型和Car Sim整車模型系統(tǒng)作為控制對(duì)象。最后通過(guò)利用Car Sim/Simulink聯(lián)合仿真模型進(jìn)行車輛模型及路感模擬的驗(yàn)證,為后文駕駛員對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)共享控制的研究分析建立了基礎(chǔ)。其次,對(duì)主動(dòng)換道控制進(jìn)行的研究�？紤]車輛行駛工況和道路環(huán)境信息,提出了一種適用于彎區(qū)道路的換道軌跡縱橫向協(xié)調(diào)軌跡方法。通過(guò)建立車輛系統(tǒng)控制模型,采用基于李雅普諾夫穩(wěn)定性原則的反步滑模軌跡跟蹤控制器。并結(jié)合Car Sim和Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證,分析了不同曲率下的軌跡跟蹤控制效果并與傳統(tǒng)跟蹤控制方法進(jìn)行對(duì)比分析。此外,針對(duì)車輛換道的駕駛員干涉控制,提出駕駛員控制權(quán)限動(dòng)態(tài)分... 

【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)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4圖1.3奔馳F200概念車圖1.4奧迪公司SBW系統(tǒng)Fig1.3ConceptcarF200ofMercedes-BenzFig1.4AudiSBWsystem隨著線控技術(shù)的發(fā)展和成熟，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逐漸得到廣泛的關(guān)注。美國(guó)通用和日本豐田汽車公司均投入人力物力進(jìn)行研究，但都停留在系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上研究，沒有真正在實(shí)車上應(yīng)用。2013年日內(nèi)瓦車展上，日本日產(chǎn)汽車公司在對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成熟研究的前提下，推出了目前世界上第一款也是唯一一款搭配線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的量產(chǎn)車型InfinitiQ50，但該款車型仍然保留了傳統(tǒng)機(jī)械連接裝置已配不時(shí)之需。日產(chǎn)InfinitiQ50的問世標(biāo)志著線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)新的高度[10-11]。國(guó)外高校及研究機(jī)構(gòu)則主要針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能進(jìn)行研究。Im和Ozaki等人針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的兩個(gè)子控制系統(tǒng)，提出了基于擾動(dòng)觀測(cè)期的雙邊控制方法，即為駕駛員提供虛擬感覺也提高車輛的操穩(wěn)性[12-13]。Fahami[14]采用雙曲正切函數(shù)將傳動(dòng)比設(shè)計(jì)出關(guān)于車輛運(yùn)動(dòng)變量的函數(shù)，既提高了低速行駛時(shí)的操縱性，又減輕了駕駛員的工作負(fù)擔(dān)。Kim等人使用查找扭矩圖的方法實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的道路信息反饋[15]。Balachandran和Gerdes通過(guò)分析影響駕駛員轉(zhuǎn)向感覺的各個(gè)要素并提出客觀評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)出類似于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的線控轉(zhuǎn)向人工力反饋系統(tǒng)模型。該模型可以通過(guò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有較高的力反饋保真度，在其設(shè)計(jì)的線控轉(zhuǎn)向試驗(yàn)車X1上進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證[16-17]。Fankem等人[18]則通過(guò)擬合傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向力矩與車速的關(guān)系，結(jié)合系統(tǒng)補(bǔ)償力矩使線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相似的轉(zhuǎn)向感覺。Fahami和Hairi等人針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力反饋控制，測(cè)量前軸轉(zhuǎn)向電機(jī)的工作電流估計(jì)路面對(duì)車輪的反作用力矩，利用線性二次型調(diào)節(jié)器進(jìn)行增益調(diào)度，控制

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4圖1.3奔馳F200概念車圖1.4奧迪公司SBW系統(tǒng)Fig1.3ConceptcarF200ofMercedes-BenzFig1.4AudiSBWsystem隨著線控技術(shù)的發(fā)展和成熟，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逐漸得到廣泛的關(guān)注。美國(guó)通用和日本豐田汽車公司均投入人力物力進(jìn)行研究，但都停留在系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上研究，沒有真正在實(shí)車上應(yīng)用。2013年日內(nèi)瓦車展上，日本日產(chǎn)汽車公司在對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成熟研究的前提下，推出了目前世界上第一款也是唯一一款搭配線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的量產(chǎn)車型InfinitiQ50，但該款車型仍然保留了傳統(tǒng)機(jī)械連接裝置已配不時(shí)之需。日產(chǎn)InfinitiQ50的問世標(biāo)志著線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)新的高度[10-11]。國(guó)外高校及研究機(jī)構(gòu)則主要針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能進(jìn)行研究。Im和Ozaki等人針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的兩個(gè)子控制系統(tǒng)，提出了基于擾動(dòng)觀測(cè)期的雙邊控制方法，即為駕駛員提供虛擬感覺也提高車輛的操穩(wěn)性[12-13]。Fahami[14]采用雙曲正切函數(shù)將傳動(dòng)比設(shè)計(jì)出關(guān)于車輛運(yùn)動(dòng)變量的函數(shù)，既提高了低速行駛時(shí)的操縱性，又減輕了駕駛員的工作負(fù)擔(dān)。Kim等人使用查找扭矩圖的方法實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的道路信息反饋[15]。Balachandran和Gerdes通過(guò)分析影響駕駛員轉(zhuǎn)向感覺的各個(gè)要素并提出客觀評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)出類似于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的線控轉(zhuǎn)向人工力反饋系統(tǒng)模型。該模型可以通過(guò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有較高的力反饋保真度，在其設(shè)計(jì)的線控轉(zhuǎn)向試驗(yàn)車X1上進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證[16-17]。Fankem等人[18]則通過(guò)擬合傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向力矩與車速的關(guān)系，結(jié)合系統(tǒng)補(bǔ)償力矩使線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相似的轉(zhuǎn)向感覺。Fahami和Hairi等人針對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力反饋控制，測(cè)量前軸轉(zhuǎn)向電機(jī)的工作電流估計(jì)路面對(duì)車輪的反作用力矩，利用線性二次型調(diào)節(jié)器進(jìn)行增益調(diào)度，控制

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于人機(jī)共駕的車道保持輔助控制系統(tǒng)研究[J]. 郭烈,葛平淑,夏文旭,秦增科.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]高速公路彎道路段車輛緊急避撞安全換道模型[J]. 彭濤,蘇麗俐,關(guān)志偉,張榮輝,宗長(zhǎng)富,李俊凱.  汽車工程. 2019(09)
[3]2019上半年全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.4億輛[J]. 商訊.  商用汽車. 2019(07)
[4]基于線性路徑跟蹤控制的換道避撞控制策略研究[J]. 劉志強(qiáng),王一凡,吳雪剛,張春雷,倪捷.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(06)
[5]基于制動(dòng)轉(zhuǎn)向協(xié)同控制的智能車緊急避障研究[J]. 王其東,李印祥,陳無(wú)畏,趙林峰,謝有浩.  汽車工程. 2019(04)
[6]Shared Control of Highly Automated Vehicles Using Steer-By-Wire Systems[J]. Chao Huang,Fazel Naghdy,Haiping Du,Hailong Huang.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2019(02)
[7]汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩協(xié)調(diào)控制[J]. 趙林峰,高曉程,謝有浩,從光好.  汽車工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[8]智能汽車人機(jī)協(xié)同控制的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 胡云峰,曲婷,劉俊,施竹清,朱冰,曹東璞,陳虹.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(07)
[9]剖析汽車駕駛員的人為因素與交通事故的關(guān)系分析[J]. 桂林濤.  時(shí)代汽車. 2018(12)
[10]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)路感模擬及硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)[J]. 從光好,劉彥琳,趙林峰.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(11)

碩士論文
[1]基于線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的避障控制系統(tǒng)研究[D]. 田博.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于虛擬駕駛的切換型人機(jī)共駕行為評(píng)價(jià)[D]. 徐超.吉林大學(xué) 2018
[3]基于模型預(yù)測(cè)控制的換道輔助系統(tǒng)研究[D]. 王凱.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[4]汽車主動(dòng)制動(dòng)/轉(zhuǎn)向避障控制系統(tǒng)研究[D]. 李印祥.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[5]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略研究[D]. 高曉程.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[6]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變傳動(dòng)比特性及穩(wěn)定性控制研究[D]. 范廣棟.吉林大學(xué) 2017
[7]線控轉(zhuǎn)向路感模擬及傳動(dòng)比特性研究[D]. 從光好.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[8]線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)臺(tái)開發(fā)及控制算法研究[D]. 田承偉.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3390579