智能駕駛技術(shù)是當(dāng)前世界汽車工業(yè)的競爭焦點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。深入研究與開發(fā)智能車輛技術(shù),不僅可以提高車輛的控制水平還能使車輛保持安全穩(wěn)定地行駛。本文主要是研究智能車輛的軌跡跟蹤控制相關(guān)問題。首先,本文建立了簡化的目標(biāo)車輛動(dòng)力學(xué)模型和基于魔術(shù)公式的輪胎模型,作為設(shè)計(jì)模型預(yù)測(cè)控制器的模型基礎(chǔ)。其次對(duì)模型預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了推導(dǎo),且將目標(biāo)車輛非線性動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為了線性時(shí)變系統(tǒng)。然后設(shè)計(jì)搭建了基于車輛動(dòng)力學(xué)模型的軌跡跟蹤控制器,包括線性化誤差模型、目標(biāo)函數(shù)以及約束條件,并且在MATLAB/Simulink和Car Sim聯(lián)合仿真平臺(tái)上驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的軌跡跟蹤控制器在不同速度工況下和不同附著系數(shù)工況下的性能,結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的軌跡跟蹤控制器能適應(yīng)車速的變化和路面附著條件的變化,具有較強(qiáng)的魯棒性。最后結(jié)合避障規(guī)劃建立了軌跡規(guī)劃層和軌跡跟蹤控制層相結(jié)合的分層控制系統(tǒng),分別搭建了基于模型預(yù)測(cè)控制的帶避障功能的軌跡規(guī)劃器和軌跡跟蹤控制器,并搭建了MATLAB/Simulink和Car Sim聯(lián)合仿真試驗(yàn)平臺(tái),分別驗(yàn)證了車輛在直線和雙移線兩種工況下對(duì)不同速度和不同數(shù)量障礙物條件下的跟蹤控制穩(wěn)定性,結(jié)果表...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 智能車輛概述
        1.2.1 智能車輛的關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.2 智能車輛的發(fā)展歷程
    1.3 智能車輛軌跡跟蹤控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 車輛模型建立
    2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型
        2.1.1 車輛三自由度動(dòng)力學(xué)模型
        2.1.2 輪胎模型
    2.2 車輛動(dòng)力學(xué)模型的簡化
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于模型預(yù)測(cè)控制的軌跡跟蹤控制
    3.1 模型預(yù)測(cè)控制基本原理
    3.2 線性時(shí)變模型預(yù)測(cè)控制問題的轉(zhuǎn)化
        3.2.1 線性時(shí)變模型預(yù)測(cè)控制
        3.2.2 非線性系統(tǒng)線性化
    3.3 軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 線性化誤差模型
        3.3.2 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        3.3.3 約束條件
    3.4 聯(lián)合仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)
        3.4.1 Car Sim仿真流程
        3.4.2 整車Car Sim建模
        3.4.3 聯(lián)合仿真平臺(tái)的搭建
    3.5 聯(lián)合仿真分析
        3.5.1 參考軌跡選擇
        3.5.2 控制器參數(shù)設(shè)置
        3.5.3 不同速度工況下的仿真分析
        3.5.4 不同附著系數(shù)工況下的仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)合避障規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制
    4.1 結(jié)合避障規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.2 軌跡規(guī)劃控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 車輛點(diǎn)質(zhì)量模型
        4.2.2 參考點(diǎn)的選擇
        4.2.3 軌跡規(guī)劃器的函數(shù)設(shè)計(jì)
    4.3 軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
        4.3.1 車輛模型
        4.3.2 軌跡跟蹤器的函數(shù)設(shè)計(jì)
    4.4 避障分層控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真分析
        4.4.1 直線工況下的仿真分析
        4.4.2 雙移線工況下的仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3744909