基于Simulink的智能车纵向控制研究开题报告

 2021-12-06 20:46:52

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1目的及意义

随着人们生活和消费水平的不断提高,汽车越来越成为人们生活出行的必需品,汽车保有量迅速增长,汽车给人们带来便利的同时也造成了交通事故,环境污染,能源浪费等一系列问题。每年交通事故都会给人类带来巨大的损失,其中人为因素引发的交通事故占比达90%以上[1]。因此,人们对汽车的安全性,舒适性,可靠性以及自动化水平要求也越来越高。科学技术水平的提高,使得人们对智能车辆和智能交通系统的研究日益深入[2]。智能车辆作为一个集计算机科学,视觉传感,雷达定位,通讯技术,自动控制等技术于一体的高新技术融合体[3][4],能够解决当前日益严重的交通问题,提高道路通行能力,降低交通事故发生的概率[5][6]。智能交通系统(intelligent transportationsystem,its)集成了通信技术、信息技术、控制技术等各种先进技术,其目的就是要着力于改善交通运输系统,加强车辆、道路、人三者之间的联系,逐步建立一个智能、高效、安全、舒适、环保的智能化综合交通运输体系[7]。智能车辆是智能交通系统的一个重要组成部分,也是目前整个汽车行业的研发焦点。

运动控制是自动驾驶技术的三大核心问题之一,可以进一步划分为纵向运动控制和横向运动控制[8]。纵向运动控制是智能车辆运动控制的基础,纵向运动控制方式可划分为直接控制式和分层控制式。直接控制式是通过纵向控制器直接控制期望制动压力和节气门开度,从而实现对跟随速度和跟随减速度直接控制,具有快速响应等特点。分层控制式是根据控制目标的不同设计上位控制器和下位控制器,上位控制器是用来产生期望车速和期望加速度,下位控制器根据上位控制的期望值产生期望的油门开度和制动压力,以实现对速度和制动的分层控制。智能车辆的纵向运动控制[9]主要控制目标是对期望车速的跟踪,实现汽车加速,制动以及车速保持功能。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

(1)搜集阅读国内外关于车辆纵向控制的文献,总结分析国内外智能车辆纵向控制现状。纵向运动控制是智能车自主驾驶的基础,一般包括直接式纵向控制和分层式纵向控制,智能车纵向控制系统调控车辆的纵向控制状态,实现智能车自主加,减速或纵向车距的跟踪与控制。

(2)建立车辆的纵向动力学模型,包括纵向整车力学模型与动力传动系统模型。在车辆动力学建模过程中进行了简化分析,纵向整车力学模型考虑车辆的纵向受力包括轮胎受力,空气阻力,道路滚动阻力和整车重力等。车辆动力传动系统包括发动机,变速器,制动控制系统与转动控制系统等。

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3. 研究计划与安排

(1)查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需技术方案及措施。确定方案,完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告; (第1周—第3周)

(2)查找并阅读文献,了解车辆纵向控制机理及车辆纵向动力学模型,建立车辆动力学模型,包括纵向整车力学模型与动力传动系统模型; (第4周—第5周)

(3)学习matlab/simulink建模,基于pid控制理论分别设计制动踏板和油门踏板控制器; (第6周—第7周)

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]rumark. the role of perceptual and cognitive filters in observed behavio[j].humanbehavior and traffic safety, 1985, 151-165.

[2]贺汉根,孙振平,徐昕.智能交通条件下车辆自主驾驶技术展望[j].中国科学基金, 2016,30(02):106-111.

[3]杨帆.无人驾驶汽车的发展现状和展望[j].上海汽车,2014(3):35-40.

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