基于驾驶模拟器的汽车afs系统控制策略研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要我国经济正处于跨越式发展时期，汽车保有量不断增加，特别是轿车数量增加得更快。而与此同时，交通事故的数量居高不下，给国家和人民造成了巨大的损失。因此，如何提高驾驶的安全性，降低交通事故的发生率便成为智能交通领域的一个重要研究内容。统计数据表明：夜间交通事故的发生率大约是白天的三倍，具有良好照明条件道路上的交通事故，是没有照明或照明条件不良道路上的30％。故而研究汽车前照大灯的照明系统具有重要意义，汽车AFS系统便应运而生。汽车自适应前照大灯系统又称汽车AFS(adaptivefront—lig

2、htsystem)系统，它是指当车辆进入弯道或其他特殊路况时，由于车速和方向盘转角等的变化，引起速度传感器和角度传感器输出信号的变化，ECU(electroniccontrolunit)捕捉到这些变化，从而发出相应的指令给汽车前照大灯的控制单元，经过控制单元内的控制算法处理之后决定前照大灯的照射角度。汽车AFS系统能更好的适应各种车速、路况等的变化，有效地扩大驾驶员的视野范围，提高驾驶的安全性，降低交通事故的发生率。本文以基于驾驶模拟器的汽车AFS系统的控制策略为研究对象，将闭环控制引入汽车AFS系统，分别采用PID控

3、制算法和模糊控制算法作用于系统，以期改善控制性能，提高控制精度。本文首先研究了驾驶模拟器信号的采集方法，通过单片机采集驾驶模拟器上的方向盘转角、油门、刹车、档位和离合等信号；其次研究了车辆姿态与车灯转角之间的函数关系，包括前轮转向角、车速与车灯左右转角之间的关系，车身俯仰角与车灯水平转角之间的关系，车身重心与车灯水平转角之间的关系等；第三研究了汽车AFS系统数学模型的建立，提出采用最小二乘系统辨识法建立系统的数学模型，该模型由一个二阶惯性环节加一个纯滞后环节组成；同时以AFS系统数学模型为基础，分别对PID控制和模糊控

4、制算法进行了MATLAB仿真，并对系统动态性能指标进行比较分析，结果表明模糊控制略优于PID控制；最后在实验平台上进行了相关的实验工作，并且通过MATLAB对系统的动态性能指标进行了仿真，结果表明本文的研究方法切实可行，达到了预期的研究目的。关键词：汽车AFS系统；车辆姿态；系统辨识；PID控制；模糊控制武汉理工大学硕士学位论文AbstractTheeconomyofourcountryisiIltheperiodofquickdevelopment，andthenumberofautomobileisincreasi

5、ngcontinually,especiallythenumberofcar．Atthesametime，thenumberoftrafficaccidentisalsoverylarge，whichcauseshugelosstothecountryanditspeople．Sohowtoenhancethesecurityofdrivingandreducethenumberoftrafficaccidentbecomestheimportantresearchingcontentofintelligenttraf

6、ficarea．Statisticdataindicatesthattherateoftrafficaccidentatnightis3timesthatofdaytime,therateoftrafficaccidentontheroadofgoodilluminationis30％thatofbadillumination．SoresearchofthefrontlightofautomobileisveryimportantandAFSiscomesintobeing．AFSisalsocalledAdaptiv

7、eFront—LightSystem．Itsbasicprincipleisasfollows：WhentheautomobileentersintotheCHIVeorotherspecialroad，itwillbringthechangeofthevelocitysensorandanglesensorbecauseofthechangeofautomobilevelocityandtheangleofsteeringwheel．TheECUcatchesthesechangesandsendsinstructi

8、onstothecontrollingunitofthefrontlight．ItcalldecidetheangleofilluminationofthefrontlightwhenthesechangesaredisposedbythecontrollingarithmeticintheECU．AdaptiveFront-Li