基于多目标决策算法和pid控制的cacc系统的优化与仿真

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1、分类号：ＴＰ２７３单位代码：１Ｍ８３０４９：研究生学号：２０１３５４４密级公开雜古林大学硕古緣位论文（专化学化）基于多目标决策算法和Ｐ！Ｄ控制的ＣＡＣＣ系统的优化与仿真ＯｔｉｚａｉｏｎｔｉｏｆＣａＳｓｔｅｍＢａｓｅｄＯｎｐｉｍｔａｎｄ窃ｍｕｌａｎｏｃｃｙｒＭｕ怕ＯｂｅｃｔｉｖｅＤｅｃｉｏｒｉｔｈｍａｎｄＲｉｄＣｏｎｔｏｌｉｓｏｎＡｌｊｇ作者姓名：刘顯专业：软件工程研究方向；汽车协同式自适应巡航指导教师：刘衍巧教授培养单位：软件学院２

2、０１６年５月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作极的商业性使用（但纯学术性使。否则用不在此限），应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导Ｆ，独立进行研究Ｘ作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论义不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重耍贡献的个人和集

3、体，均已在文中臥明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。‘学位论文作者签名：ｋ怕Ｒ期：２０１６年５月２０Ｈ—————————————————————基于多目标决策算法和PID控制的CACC系统的优化与仿真—————————————————————OptimizationandSimulationofCaccSystemBasedOnMultiObjectiveDecisionAlgorithmandPidControl作者姓名：刘骝专业名称：软件工程指导教师：刘衍珩学位类别：

4、工程硕士答辩日期：2016年5月28日摘要基于多目标决策算法和PID控制的CACC系统的优化与仿真协同式汽车自适应巡航控制系统CACC(CooperativeAdaptiveCruiseControl)是智能交通系统ITSIntelligentTransportSystem)的重要组成部分，以自适应巡航控制ACC(AdaptiveCruiseControl)为基础,再利用车联网，将自身的车辆状态信息，共享给附近的车辆，这样可以使得车辆不仅对他的直接前车的行为进行响应，而且可以对前方一定范围内的所有车辆的行为进行及时的响应

5、，所以CACC系统在安全性，效率性和舒适性方面都比传统的ACC系统要优秀。本文设计了一个基于多目标决策算法和PID控制的纵向CACC系统，该系统分为决策层和控制层两层，首先，收集本车和周围车辆的信息，通过决策层的多目标决策算法决策出一个理想的加速度，然后把该加速度输入到控制层，经过PID控制算法的计算得到车辆的控制量，然后把控制量输入到车辆模块，最终实现了对车辆的控制。在基于多目标的加速度决策算法分析中，着重分析了影响汽车行驶的三个指标，安全性，效率性和稳定性，并且在分析安全性时，加入了加速度的参数，提出了一种改进的安全

6、距离算法，使得安全距离的计算更加适用于CACC的实际情况，并且对改进后的安全距离算法的稳定性进行了验证。在CACC系统的控制层设计时，结合汽车控制的实际情况，首先对PID控制器的输入进行了优化，然后利用两个PID控制器，分别控制汽车的节气门和制动，最后在输出阶段，根据实际情况对输出进行了过滤，通过仿真实验，我们把理想加速度和实际加速度进行了对比，验证了我们设计的控制器的有效性。利用carsim和simulink联合仿真，在carsim中设置好汽车的各种运动学和动力学参数，然后把carsim中的相关数据输出到simulin

7、k里面我们搭建好的模型中，经过模型的计算得到的控制量再送回carsim中，实现对车辆行驶状态的控制。在仿真实验中运用五车模型，把本文所提出的CACC系统与传统的ACC系统在五种常见工况下，进行了对比，通过对比，我们验证了本文提出的CACC系统比传统的ACC系统在安全性，效率性和舒适性方面都有所改进。I关键词：协同式自适应巡航，多目标决策，PID控制，CarsimIIAbstractOptimizationandSimulationofCACCsystembasedonmultiobjectivedecisionalgor

8、ithmandPIDControlTheCooperativeAdaptiveCruiseControl(CACCforshort)systemisoneofthemostimportantpartsofITS.Basedontheadaptivecruisecontrol，throughtheinternetofv