作為無人車協(xié)同行駛的基本行為之一,車輛跟馳具有重要的研究意義。本文對無人車輛在道路上的跟馳行駛控制進行了研究。為了保證車輛行駛過程中的前向和側(cè)向行車安全,需要對車輛的跟馳策略進行研究;為了保證后車跟馳的穩(wěn)定性和準確性,需要對后車的橫縱向控制進行研究,并且要考慮到道路環(huán)境中的干擾因素;為了驗證跟馳控制方法的有效性,需要建立無人車輛行駛與轉(zhuǎn)向的動力學模型。針對以上問題,本文進行了如下研究工作:首先,本文提出了一種基于虛擬領航者的領航跟隨策略。該策略不僅在時間距離和空間距離上保證了后車與前車的安全,同時,也能使后車的期望路徑與前車保持一致,保證了跟馳的側(cè)向安全。跟馳策略的提出,將兩車的跟馳問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹筌嚨膭討B(tài)路徑跟蹤問題。其次,本文對后車跟蹤期望路徑的過程進行分析,建立了跟馳誤差模型,分別設計了后車運動的橫縱向PID控制律,并進行仿真驗證,在理想工況下實現(xiàn)了后車對前車的良好跟馳。考慮車輛行駛中的復雜環(huán)境,本文在跟馳仿真中加入白噪聲作為后車行駛過程中的干擾,驗證PID控制器作用下后車的跟馳效果。接著,針對PID控制器抗干擾能力不足的問題,本文基于滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對后車的橫縱向運動分別設計控制... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一車輛自體參考系示意圖

擇??Ｘ??圖２－２車輛自體參考系示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｅｌｆ－ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??車輛自體參考系中，車輛的運動參數(shù)包括：４為車輛行駛速度在車輛正前方的??分量，其值為：４?＝?Ｋ；?Ｋｓ為車輛由于轉(zhuǎn)向引起的側(cè)向位移速度；６Ｊ為車輛轉(zhuǎn)向時??的橫擺角速度，以逆時針為正方向。??車輛自體參考系中的運動參數(shù)和地面參考系中的運動參數(shù)之間的關系可用下??式描述：??８??

??阿克曼轉(zhuǎn)向要求每個轉(zhuǎn)向輪側(cè)切面的中垂線和非轉(zhuǎn)向輪側(cè)切面中垂線經(jīng)延長??可以交匯于同一點，即旋轉(zhuǎn)中心，如圖２－３?（ａ）所示。阿克曼轉(zhuǎn)向可以近似為中性轉(zhuǎn)??向［３７］，其橫擺運動軸心即車輛的中心，因此，阿克曼轉(zhuǎn)向幾何可以等效成二自由度??車輛運動幾何，如圖２－３?（ｂ）所示。??ｖＡ?ｔｖ???Ｌ．，??■?（ｋ、、?矣：，??、、?、?Ｎ，??丄…二』——Ｉ、??（ａ）阿克曼轉(zhuǎn)向原理?（ｂ）阿克曼轉(zhuǎn)向幾何的等效??圖２－３阿克曼轉(zhuǎn)向幾何??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ａｃｋｅｒｍａｎｎ?ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｇｅｏｍｅｔｒｙ??在車輛的二自由度轉(zhuǎn)向模型中：％是后輪徑向的線速度，０是前輪的偏角，取??向左偏為正。??ｆＶＦ?＝?Ｖ??Ｋｓ?＝?ＶｔａｎＢ／２?（２－３）??（ｃｏ?＝?Ｖｔａｎｄ／２Ｌ??其中，Ｌ為車輛軸距的一半。??綜合以上

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本文編號：3459999