基于模糊控制的无人驾驶车动力学稳定性研究

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1、分类号:U461.110710-2015125019硕士学位论文基于模糊控制的无人驾驶车动力学稳定性研究杨昌伟导师姓名职称张力平副教授申请学位类别硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2018年4月11日论文答辩日期2018年5月27日学位授予单位长安大学ResearchondynamicstabilityofdriverlessvehiclebasedonfuzzycontrolADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangChangweiSupervisor：Pro

2、f.ZhangLipingChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着汽车工业的发展和道路条件的不断提升，车辆行驶速度也变得越来越快。然而，车辆在高速行驶时，一旦出现诸如侧风，急转弯等外界因素的影响，或路面附着系数降低时，就可能会发生动力学失稳现象，威胁驾乘人生命。汽车动力学稳定性控制（VehicleDynamicStabilityControl）就是为了解决上述问题而逐渐兴起的一套全新的汽车主动控制技术，本文通过对车辆动力学稳定性进行理论研究，采取模糊控制作为控制策略，为后续无人车动力学稳定性的研究提供了基础。本文分

3、析了无人车及其动力学稳定性（VDC）在国内外的发展概况，通过动力学分析建立了七自由度车辆动力学模型，其中包括车身模型和GIM轮胎模型。在MATLAB/simulink中用所建立的车辆模型进行仿真，验证从数学模型到仿真模型的准确性，为后续的控制研究提供了基础。接着介绍了VDC系统的基本原理，建立了理想状态下的汽车参考模型，随后对VDC系统的控制策略进行了深入的分析，并给出了单轮制动所产生横摆力矩的计算方法，针对汽车VDC系统的非线性、时变性特点，采用了两种模糊控制的方法，普通模糊逻辑控制和参数自整定模糊-PI控制，都以横摆角速度的偏差及其变化率

4、作为输入信号，横摆力矩作为输出信号。最后分别进行仿真研究，结果表明，参数自整定模糊-PI控制器比普通模糊控制具有更好的鲁棒性和自适应力，能够使汽车维持一定的动力学稳定性。【关键词】汽车动力学稳定性（VDC）；模糊控制；仿真；横摆角速度；横摆力矩IAbstractWiththedevelopmentoftheautomobileindustryandthecontinuousimprovementofroadconditions,thespeedofvehiclesisbecomingfasterandfaster.However,whenth

5、evehiclerunsathighspeed,whentheexternalfactorssuchassidewind,sharpturnandotherexternalfactorsareaffected,ortheadhesioncoefficientoftheroadisreduced,thevehiclemayhavedynamicinstability,threateningthedriver'slife.Thevehicledynamicstabilitysystem(VehicleDynamicStabilityControl

6、System)isasetofnewautomobileactivecontroltechnologywhichisgraduallydevelopedtosolvetheaboveproblems.Thispaperstudiesthedynamicstabilityofthevehicle,andadoptsthefuzzycontrolasthecontrolstrategy,whichisthedynamicstabilityoftheunmannedvehicleinthelaterperiod.Qualitativeresearc

7、hprovidesthebasis.Thispaperfirstanalyzesthedevelopmentofunmannedvehicleanditsdynamicstabilitysystem(VDC)athomeandabroad.Then,adynamicmodelofsevendegreesoffreedomvehicleisestablishedthroughdynamicanalysis,includingthebodymodelandtheGIMtiremodel.Thenthesimulationofthevehiclem

8、odelinMATLAB/simulinkisusedtoverifytheaccuracyofthemodelfromthemathematicalmodelto