汽車在兩種轉向工況下的路徑規(guī)劃與路徑跟蹤研究.pdf

1、隨著世界汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車在給人們日常生活帶來便利的同時也導致了日益增多的道路交通事故。先進駕駛員輔助系統ADAS(advanced driver assistance systems)能夠減輕駕駛員的疲勞，減少道路交通事故的發(fā)生，提高駕駛的安全性和舒適性。近30年，先進駕駛員輔助系統成為汽車生產廠商和國內外學者的研究重點，從早期的防抱死制動系統ABS(anti-lock braking system)、電子車身穩(wěn)定系統ESP(e

2、lectronic stability program)發(fā)展到現代的自動泊車系統APS(automatic parking system)、緊急避讓系統ECAS(emergency collision avoidance system)。針對低速平行泊車轉向工況和高速緊急避讓轉向工況，進行兩種轉向工況下的路徑規(guī)劃與路徑跟蹤相關理論研究。采用理論分析與工程實踐相結合的方法，完成平行泊車系統的自主開發(fā)。本文完成的主要工作如下：
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3、1）針對低速平行泊車轉向工況，提出了一次泊車入位和多次泊車入位路徑規(guī)劃方法。采用逆向思維方式，根據泊車過程中汽車與周圍障礙物可能發(fā)生的碰撞，設計泊車起始位置選擇模糊控制器。
　?。?）將自抗擾控制ADRC(active disturbance rejection control)方法應用到低速泊車路徑跟蹤中，提高了車輛泊車高精度側向控制問題?？紤]泊車速度變化、轉向機械部分運動學模型不確定性以及轉向系統延遲，建立基于ADRC方法的路

4、徑跟蹤控制器。采用預瞄跟隨理論，建立基于側向位移跟蹤的線性擴張狀態(tài)觀測器LESO(linear extended state observer)?？紤]車輛偏航角度，利用雙曲正切函數的單調有界性，應用路徑側向位移偏差與偏航角偏差的非線性組合函數，建立基于側向位移和偏航角的路徑跟蹤自抗擾控制器。利用實驗車進行平行泊車系統實車測試，驗證了路徑跟蹤控制器的有效性。將滑模迭代方法應用到自抗擾控制器的設計中，建立滑模自抗擾控制器，提高了低速泊車轉向

5、工況下不同軸距車輛路徑跟蹤的魯棒性問題。
　?。?）將LESO用于估計輪胎與地面之間的縱向附著系數。路面附著系數估計能夠為緊急避讓路徑規(guī)劃與路徑跟蹤提供理論依據。建立雙輪車輛制動動力學模型，利用滑模變結構控制建立車輛滑移率控制器，采用積分切換面消除滑?？刂破鞯亩墩駟栴}，利用LESO將路面附著系數項觀測出來，實現附著系數實時估計。
　?。?）針對高速緊急避讓轉向工況，提出基于車輛橫擺角速度和車輛行駛路徑曲率的自抗擾路徑跟蹤方法