基于狀態(tài)觀測器的車輛側(cè)向控制.pdf

1、當前,隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進步,汽車已成為人們生活中必不可少的現(xiàn)代交通工具,方便了人們的生活。但是不容忽視的一個問題是汽車數(shù)量的快速增長不僅帶來了環(huán)境污染嚴重、能源消耗大、道路交通阻塞和交通事故等問題,而且給人們生命和財產(chǎn)帶來了嚴重的威脅。因此道路交通安全是一個永恒且重要的議題。為了處理此類問題,各國專家和研究者紛紛致力于研究先進駕駛員輔助系統(tǒng)來減少財產(chǎn)損失和人員傷亡。先進的高速公路系統(tǒng)作為先進駕駛員輔助系統(tǒng)的一種重要類型,受到了廣泛

2、的關(guān)注。它的基本任務(wù)包括縱向控制和側(cè)向控制?？v向控制是調(diào)節(jié)汽車的速度從而保持相鄰汽車之間有足夠的安全間距。側(cè)向控制是調(diào)節(jié)汽車的自主轉(zhuǎn)向來跟蹤一條參考軌跡,即利用傳感器測量側(cè)向位移,相應(yīng)的計算轉(zhuǎn)向角,并對轉(zhuǎn)向執(zhí)行器施加控制命令使汽車沿著道路中心線行駛。本文主要研究車輛的側(cè)向控制。側(cè)向控制是基于狀態(tài)可知的如橫擺率和測偏角。橫擺率可通過價格低廉的陀螺傳感器測得。由于側(cè)偏角傳感器的成本高昂,引入Luenberger觀測器對側(cè)偏角估計大大減少了成

3、本。帶有基于觀測器的控制器的智能車輛通過路徑跟蹤功能可以有效地降低車載傳感器的成本。因此帶有基于觀測器的控制器的智能車輛側(cè)向控制系統(tǒng)具有實際應(yīng)用價值。
　　本文的主要研究工作總結(jié)如下:
　　第一章,介紹智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能,先進的駕駛員輔助系統(tǒng)的重要性、自動化公路系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、側(cè)向控制技術(shù),以及本文的研究內(nèi)容。
　　第二章,研究相同路面環(huán)境下的基于Luenberger觀測器的側(cè)向穩(wěn)定控制。采用二階線性系統(tǒng)構(gòu)建

4、車輛側(cè)向動力學(xué)模型,選擇一個Luenberger觀測器對側(cè)偏角進行估計。設(shè)計一個基于觀測器的控制器,實現(xiàn)智能車輛的平穩(wěn)行駛。利用極點配置方法求出觀測器增益和控制器增益。最后,Matlab/Simulink仿真結(jié)果說明所提的控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)智能車輛平穩(wěn)的行駛。
　　第三章,研究不同路面環(huán)境下的基于Luenberger觀測器的側(cè)向穩(wěn)定控制。構(gòu)建自行車側(cè)向動力學(xué)模型,提出T-S模糊隸屬度函數(shù)對非線性輪胎側(cè)向力進行刻畫;對于道路不確定性,