车辆软目标电控系统开发与轨迹跟踪方法研究

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1、硕士学位论文车辆软目标电控系统开发与轨迹跟踪方法研究ELECTRONICCONTROLSYSTEMDEVELOPMENTANDTRAJECTORYTRACKINGCONTROLFORVEHICLESOFTTARGET张喜涛哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：U469.72学校代码：10213国际图书分类号：656密级：公开工学硕士学位论文车辆软目标电控系统开发与轨迹跟踪方法研究硕士研究生：张喜涛导师：周洪亮申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U469.72U.D.C:656Di

2、ssertationfortheMasterDegreeinEngineeringELECTRONICCONTROLSYSTEMDEVELOPMENTANDTRAJECTORYTRACKINGCONTROLFORVEHICLESOFTTARGETCandidate：ZhangXiTaoSupervisor：ZhouHongLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：J

3、une,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要智能车的不断发展与进步，将会越来越多的融入到人们的日常生活中。智能车需要实现人为很少干预情况下的安全行驶，并且能够在复杂交通环境中自动躲避障碍物与行人，因此需要更高可靠性的主动安全系统。为了测试智能车的主动安全系统性能，本文设计了一种自动测试仪器——车辆软目标，并对其整体结构组成、硬件平台设计、软件功能开发和轨迹跟踪控制进行了研究。本文首先分析了智能车主动安全测试要求，确定了车辆软目标需要实现的功能，将整体结构分为移动站和固定

4、站两大组成部分。针对车辆软目标功能需求完成了移动站电控系统开发，包括驱动系统、制动系统、无线通信系统、差分GPS导航定位系统和电源系统等功能模块，本文对每部分功能的设计进行了详细的介绍。车辆软目标固定站由PC机和差分GPS基站组成，主要实现轨迹规划与数据发送功能。然后给出了一种车辆软目标的轨迹规划与轨迹跟踪方法。通过示教法获取期望路径信息，并在固定站PC机进行插值拟合获取光滑轨迹。通过分析车辆软目标移动站的结构，建立了其运动学模型和运动过程中的位姿误差微分方程，针对其运动过程位姿误差微分方程采用滑模变结构控制算法设计轨迹跟踪控制器，通过仿真验证了控制律的有效性。最后本文在车辆软目标软件功

5、能需求分析的基础上，给出了软件的总体结构，并设计开发了永磁同步电机转速控制软件、直线电机驱动软件、无线通信功能软件等，同时结合硬件系统分别给出了各功能模块的实验结果，进而对车辆软目标整体系统进行轨迹跟踪控制实验验证，给出了实验结果。关键词：车辆软目标；电控系统；轨迹跟踪；软件开发I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeevolutionandprogressofsmartcar,itwillblendineveryone’sdailylifeinthefuture.Sincethesmartcarneedstoachievesafedrivingwithlesshu

6、maninterventionandavoidobstaclesandpeopleautomaticallyinspiteofextremelycomplicatedtrafficsituations,anactive-safetydeviceofhighqualityisessential.Inordertotestthesmartcaractive-safetyfunction,thispaperdesignedaautomationtestinstrument—vehiclesofttarget.Itsoverallstructurecomposition,hardwareplat

7、formdesign,softwaredevelopmentandtrajectorytrackingcontrolfunctionhasbeenstudied.Firstly,thispaperanalyzestherequirementofhowtotestsmartcar'sactive-safetydevices,anddeterminethefunctionofthevehiclesofttarget,itisdivide