汽车制动与转向协同控制的主动避撞研究

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1、中图分类号：U461.91论文编号：102870218-S007学科分类号：080204硕士学位论文汽车制动与转向协同控制的主动避撞研究研究生姓名严明月学科、专业车辆工程研究方向车辆电子控制技术指导教师魏民祥教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchofVehicleActiveCollisionAvoidanceBasedonCooperati

2、veControlofBrakingandSteeringAThesisinVehicleEngineeringbyYanMingyueAdvisedbyProf.WeiMinxiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他

3、教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着智能交通系统、自动驾驶技术的迅速发展，主动避撞系统的研究受到了广泛的关注。针对单一制动与转向避撞方式在制动距离、换道稳定性等方面的局限性，进行制动与转向协同控制的主动避撞研究具有重要意义。论文结合常州市科技计划应用基础研究项目“汽车紧急避撞主动转向与制动协调控制系统研究”，提出一种基于功能分配与多目标模糊决策的

4、制动与转向协同控制避撞策略，实现了车辆的主动避撞控制，并进行了不同工况下的仿真试验。针对路面附着系数变化对避撞安全距离的重要影响，通过限定记忆的递推最小二乘法（RLS）进行了路面附着系数的估计，识别出典型路面类型。针对制动避撞方式，建立了适应不同路面的制动安全距离模型，针对转向避撞方式，规划出一种适应不同路面的换道轨迹和换道安全距离模型，提高了安全距离模型的适应性。为克服单一避撞方式的局限性，解决复杂工况下车辆避撞问题，提出了一种基于功能分配（FA）的避撞方式选择策略和多目标模糊决策（MFD）的协同控制策略，基于附着约束和分配系数定义域约束，应用Vague集方法确

5、定了基于典型路面的制动与转向分配系数稳定域，保证了避撞过程的安全性和稳定性。为实现制动与转向协同优化分配，提出了基于遗传算法的功能分配系数优化方法，设计了关于纵向加速度、制动安全距离、换道时间和侧向加速度变化率归一化和值的适应度函数，选择了较优的分配系数；为较好地跟踪期望值，设计了制动与转向控制器，实现闭环控制。为确立纵向加速度和侧向加速度的控制量与制动压力和方向盘转角的输入量的函数关系，建立了制动与转向逆动力学模型；建立了稳定性阈值，评价避撞过程的稳定性。基于CarSim与Simulink的联合仿真平台，进行了轮胎线性区和饱和区的路面附着系数估计试验和不同典型路

6、面条件下的协同控制避撞仿真试验，仿真结果表明递推最小二乘法能有效识别典型突变路面；通过协同控制能有效缩短避撞距离，并且避撞过程中车辆具有较好的操纵稳定性，提高了行车安全性。关键词：递推最小二乘法，安全距离模型，功能分配，多目标模糊决策，遗传算法I汽车制动与转向协同控制的主动避撞研究ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofintelligenttransportationsystemandautomaticdrivingtechno-logy,theresearchonactivecollisionavoidancesystemhasdra

7、wnwideattention.Aimingatthelimitationsofsinglebrakingandsteeringcollisionavoidancemodesintermsofbrakingdistanceandlanechangingstability,itisofgreatimportancetoresearchontheactivecollisionavoidancebasedoncooperativecontrolofbrakingandsteering.Inthepaper,combinedwithChangzhoutechnologyp

8、lanan