基于驾驶行为分析的自适应巡航控制算法研究

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1、分类号：U463.6单位代码：10183研究生学号：2015524061密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于驾驶行为分析的自适应巡航控制算法研究AdaptiveCruiseControlAlgorithmBasedonDrivingBehaviorAnalysis作者姓名：袁清类别：工程硕士专业：控制工程研究方向：复杂系统建模、优化与控制指导教师：刘振泽培养单位：通信工程学院2018年6月—————————————————————基于驾驶行为分析的自适应巡航控制算法研究—————————————————————AdaptiveCruiseContr

2、olAlgorithmBasedonDrivingBehaviorAnalysis作者姓名：袁清专业名称：控制工程指导教师：刘振泽学位类别：工程硕士答辩日期：2018年月日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编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则应承担侵权的法律责任。，吉林大学硕士学位论文原创性声明：所呈交学位论文本人郑重声明，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经

3、注明引用的内容外，本论文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文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。，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：日期：》芡年ｒ月？日摘要基于驾驶行为分析的自适应巡航控制算法研究自适应巡航控制系统作为一种自动跟车技术，已经越来越被普遍的应用在道路上。针对现有的ACC系统研究情况可看出，要提高系统的使用率，系统的舒适度是最不可忽略的一个方面，也就是说ACC系统的实际操纵车辆行为要符合熟练驾驶员的操纵特性。因此在ACC的控制算法的设计中还需要更多的考虑驾

4、驶员的操作行为特性，使系统更符合熟练驾驶员的操作，实现系统的人性化，从而提高使用率和接受度。针对上述问题，本论文在国家重点科技研发计划项目“电动汽车智能辅助驾驶技术研发及产业化”的资助下，对基于驾驶行为分析的电动汽车自适应巡航控制算法进行了相关研究，主要包括如下几个方面：(1)在对电动汽车纵向行驶过程中动力学特性分析的基础上，考虑轮胎动力学特性以及行驶路面的坡度等因素，建立了适用于本文研究目的的电动汽车纵向动力学模型，为后续的控制策略设计提供基础。(2)采用分层控制结构对定速巡航控制策略进行研究，为抑制电动汽车自身结构参数和内外扰动对巡航效果的影响，我们设计

5、了自抗扰控制器作为定速巡航的下位控制器；上位控制器根据实际车辆速度和驾驶员预先设定好的期望巡航速度来决策出最优的加速度值，为保证系统舒适度，我们对上层控制器的输出进行了限定。最后在不同路面坡度以及负载条件下进行定速巡航策略的仿真试验。(3)根据实际驾驶员的跟车数据分析结果，在传统的基于车间运动状态的安全距离模型的分析基础上，重新设计了跟车安全距离模型，同时在模型中融入了道路的摩擦系数以及驾驶员的驾驶因子，使模型计算值更符合实际驾驶员在跟车过程中的期望跟车间距。最后通过与传统模型的数值比较说明了该模型的优越性，并在以最优控制算法作为上层控制器的基础上验证了该模

6、型的安全性。(4)为权衡ACC车辆在跟车过程中的行驶安全性、跟随性、燃油经济性和乘坐舒适性等多个相互联系并且存在一定矛盾的性能指标，在对ACC系统上层控制的多个行驶目标进行分析后，我们在模型预测控制(MPC)框架下将这些指标转换为目标函数和相应的系统约束，使上述问题转为带约束的二次规划求解问题。最后通过ACC系统多个典型场景的仿真实验，验证了上层策略的有效性。关键词定速巡航，安全距离模型，自适应巡航控制系统，驾驶员特性，模型预测控制IABSTRACTAdaptiveCruiseControlAlgorithmBasedonDrivingBehaviorAna

7、lysisAsanautomaticcar-followingtechnology,theadaptivecruisecontrolsystem(ACC)hasbeenwidelyusedontheroad.ForthedesignofACCsystem,thecontrolabilityofvehiclespacing,theincreaseoftrafficflow,theimprovementoffueleconomyandacceptanceofdrivershavebecomeextremelyessentialandurgent.Fromthec

8、urrentresearchstatusoftheA