基于模型預(yù)測算法的人車閉環(huán)系統(tǒng)建模與分析.pdf

1、操縱穩(wěn)定性是汽車的關(guān)鍵性能之一，直接影響車輛的安全性能與駕駛感受，而操縱穩(wěn)定性的研究與評價主要依賴于駕駛員對實際汽車的主觀評價，因此建立準(zhǔn)確的人-車閉環(huán)系統(tǒng)模型可以有效地評價汽車操穩(wěn)性能，從而減少汽車開發(fā)成本.本文通過對駕駛員認(rèn)知行為的分析，試圖利用模型預(yù)測算法建立能夠精確反映駕駛行為的駕駛員模型，從而建立能夠用于評價汽車操穩(wěn)性能的人-車閉環(huán)系統(tǒng).
　　本文基于模型預(yù)測算法對駕駛員的側(cè)向轉(zhuǎn)向行為進(jìn)行建模，聯(lián)合CarSim中的車輛模

2、型，形成人-車閉環(huán)系統(tǒng)模型，并利用該模型進(jìn)行了駕駛員的轉(zhuǎn)向行為特性分析。
　　首先，建立了非線性二自由度車輛模型作為預(yù)測模型，模擬駕駛員對車輛的認(rèn)知行為。二自由度車輛模型包含了側(cè)向加速度、橫擺角速度等駕駛員能在駕駛過程中直觀感覺到的操縱穩(wěn)定性相關(guān)的重要信息，通過參數(shù)辨識建立非線性輪胎模型使得預(yù)測模型更加準(zhǔn)確符合駕駛員對車輛的認(rèn)知。為了應(yīng)用于模型預(yù)測算法，本文對非線性二自由度車輛模型進(jìn)行了實時線性化。
　　第二，確定了駕駛員模

3、型的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，對駕駛員的預(yù)瞄、反饋與優(yōu)化過程進(jìn)行建模。優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)包含軌跡跟蹤誤差、方向盤角輸入和方向盤角加速度。預(yù)瞄行為建模采用多點預(yù)瞄方法，即駕駛員跟蹤目標(biāo)不僅是前方的一個點，而是預(yù)瞄距離內(nèi)的多個點?；诖四Ｐ头治隽祟A(yù)瞄時間與預(yù)瞄注意力集中點對駕駛員轉(zhuǎn)向行為和路徑跟蹤效果的影響。
　　第三，建立了基于CarSim的參數(shù)化汽車動力學(xué)模型，并通過實車試驗數(shù)據(jù)驗證了車輛模型的精確性。試驗中，設(shè)計了傳感器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備方案，采用了