智能车辆制动/转向紧急避撞控制策略研究

发布时间：2023-06-03 16:23

　　近年来,车辆主动避撞技术通过改变自车运动状态来避免或减轻碰撞危险,成为主动安全领域的研发热点之一。其中,目前较为成熟的自动紧急制动系统在关键时刻辅助驾驶员紧急刹车避免与前车发生追尾,效果显著。然而,从避撞所需纵向距离上考虑,车辆在高相对车速、低重叠率和低附着条件下,转向能够避免更多的碰撞事故。因此,本文从进一步提升车辆紧急避撞工况适应能力角度出发,围绕避撞方式决策策略、紧急转向轨迹规划方法、轨迹跟踪控制算法和紧急转向制动联合控制进行研究,工作如下:(1)对车辆紧急制动过程进行分析,给出前方不同危险情况下的最晚紧急制动点和最晚一级制动点。提出一种限制侧向加速度的多项式轨迹规划方法,在确定规划起始和结束时刻运动状态参数时,导出规划轨迹时间段内侧向加速度的表达式,为提高转向避撞的车辆稳定性,设置一个侧向加速度峰值的限值,根据该限值下的加速度峰值方程式确定各种车速下的避撞轨迹。结合确定的轨迹和横向避让距离,采用数值计算方法得到最晚转向点。最后将自车与前方障碍的实际距离与最晚一级制动点、最晚紧急制动点、最晚转向点进行比较,决策出当前最恰当的紧急避撞模式。(2)基于模型预测控制的紧急转向轨迹跟踪算...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 紧急避撞控制系统国内外研究现状
        1.2.1 转向控制
        1.2.2 转向制动联合控制
    1.3 本文主要研究内容
第二章 安全距离模型与紧急避撞决策策略
    2.1 纵向紧急避撞安全距离模型
        2.1.1 车辆制动过程
        2.1.2 紧急制动安全距离模型
        2.1.3 一级制动安全距离模型
    2.2 转向紧急避撞轨迹规划
    2.3 横向紧急避撞安全距离模型
    2.4 紧急避撞控制系统决策策略
    2.5 本章小结
第三章 紧急避撞转向控制器设计
    3.1 模型预测控制原理
    3.2 车辆纵横向动力学建模
        3.2.1 车身动力学模型
        3.2.2 轮胎动力学模型
        3.2.3 动力学模型简化
    3.3 基于模型预测的紧急转向控制器设计
        3.3.1 线性化动力学预测模型
        3.3.2 目标函数设计
        3.3.3 约束条件设计
        3.3.4 控制器求解
    3.4 本章小结
第四章 紧急避撞转向制动联合控制研究
    4.1 紧急避撞防侧翻策略
        4.1.1 侧翻稳定性评价指标
        4.1.2 紧急避撞侧翻动态特性分析
        4.1.3 防侧翻控制策略设计
    4.2 转向制动联合控制框架
    4.3 联合控制中制动系统建模
        4.3.1 制动系模型
        4.3.2 节气门控制模型
        4.3.3 制动器/节气门切换逻辑
    4.4 本章小结
第五章 控制结果与分析
    5.1 联合仿真平台搭建
        5.1.1 仿真接口定义
        5.1.2 联合仿真系统组成
    5.2 转向紧急避撞结果分析
        5.2.1 高附着系数路面
        5.2.2 低附着系数路面
    5.3 转向制动紧急避撞结果分析
        5.3.1 高速高附着工况
        5.3.2 高速低附着工况
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及其他科研成果



本文编号：3829641