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时间:2017-11-21
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1、基于PID的汽车定速巡航控制系统的研究摘要:随着汽车工业和公路运输业的发展,汽车会越来越普及,人们将需要更加舒适、简便和安全的交通工具。汽车巡航控制系统是一种辅助驾驶系统,它不但可以减轻驾驶员的负担,还可以提高驾车的舒适性。汽车巡航控制系统具有非线性、时变不确定性,并受到外界扰动、复杂的运行工况等影响,采用传统PID控制很难取得满意的效果,本文介绍了一种基于模糊PID控制算法的汽车巡航控制系统。本文首先阐述了汽车巡航控制系统的历史背景、在国内外的研究应用现状及其发展趋势,并详细介绍了巡航控制系统的构成。通过对一种采用闭环控制的巡航控
2、制系统进行分析,阐述了巡航控制系统的控制原理。然后,本文对汽巡航控制系统进行了简要的分析,将模糊PID控制方法作为其控制方案,并设计出系统的模糊控制器。以轿车为对象,分析了汽车在行驶过程中的驱动力及受到的各种阻力和干扰力,并建立起汽车纵向动力学模型。利用MATLAB建立了系统的仿真模型,并对汽车巡航控制系统进行了仿真和分析。由仿真结果可知,模糊PID控制方法能使系统相应的超调减小、反应速度加快、控制效果良好,是一种适用于汽车巡航控制系统的控制方法。论文的内容是基于传统的汽车巡航控制系统,对现有的PID控制进行完善和优化。发挥模糊控制
3、的优势对现有的汽车巡航控制系统进行改进,令控制过程具有一定的智能水平。有助于提高巡航控制的效果,减少车速变化,最大限度节省燃料,降低排气污染,提高发动机的使用效率,改善汽车动力性和乘坐舒适性。最后利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对系统的设计进行仿真,验证系统设计的可行性,观察模糊控制的效果,并对部分基础电路进行设计。通过仿真结果分析得出平均巡航响应时间加快了15.9秒,响应超调量平均减小了15.02%。有助于模糊控制在汽车巡航系统中应用的普及。关键词:巡航控制系统;MATLAB;模糊PID;仿真36ResearchonAuto
4、mobileCruiseControlSystemBasedonDSPAbstract:Withthedevelopmentofautomobileindustryandcarryingtrade,automobilewillbemoreandmorewidespread.Morecomfortable,moreconvenientandsafervehiclewillbeneeded.Automobilecruisecontrolsystem,whichnotonlycouldrelievethedrivers’burdenbut
5、alsocouldmakethedrivingcomfortable,isakindofaccessorialdrivingsystem.Cruisecontrolsystemhashighnonlinearityandnon-determinacywithtimechanging.AndCCS,whichiseffectedbysomefactorssuchasexternalloaddisturbersandcomplicatedrunningmodes,willnothaveagoodrunningeffectwiththet
6、raditionalPIDcontr01.AkindofCCSwhichisbasedonFuzzyPIDcontrolisintroducedinthethesis.First,thebackgroundofcruisecontrolsystemanditsstatusanddevelopingtrendisexpatiatedoninthedissertation.ThecomposingofCCSisalsointroducedindetail.TheprincipiumofCCSisdescribedbyanalyzinga
7、kindofclosedloopsystem.Afteranalyzingthecruisecontrolsystembriefly,Fuzzy-PIDisconfirmedasthecontrolmethodofthesystem.ThentheFuzzyPIDcontrollerisdesigned.Astheobjectisacar,thethesisanalyzestheresistancesanddisturbswhilethecar’srunning.Andtheautomobiledynamicsmodelisgive
8、n.AftersettingupthemodelbymeansofMATLAB,theresultisanalyzed.Fromtheresult,wemayknowthatFuzzyPIDcontrolcouldmaketheove
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