【摘 要】
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2020年新春佳节之际,突如其来的新冠疫情席卷全球,为新兴产业的发展提供了强劲动力。在定点输送、病毒消杀等场景,智能驾驶车辆得到了广泛应用,有效缓解了疫情传播。加快发展智能驾驶车辆既是服务我国汽车产业的使命担当,也是应对各种危机的应时之举。智能驾驶技术在汽车领域具有明显优势,但核心技术以及关键问题仍需进一步突破。针对智能驾驶车辆的路径跟踪控制问题,本文基于线控转向系统对智能驾驶车辆开展了前馈反馈控
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2020年新春佳节之际,突如其来的新冠疫情席卷全球,为新兴产业的发展提供了强劲动力。在定点输送、病毒消杀等场景,智能驾驶车辆得到了广泛应用,有效缓解了疫情传播。加快发展智能驾驶车辆既是服务我国汽车产业的使命担当,也是应对各种危机的应时之举。智能驾驶技术在汽车领域具有明显优势,但核心技术以及关键问题仍需进一步突破。针对智能驾驶车辆的路径跟踪控制问题,本文基于线控转向系统对智能驾驶车辆开展了前馈反馈控制律路径跟踪算法、线控转向变角传动比控制策略及结合路径跟踪决策层和线控转向执行层的路径跟踪控制研究。本文主要研究内容和创新点如下:1、基于搭载线控转向系统的智能驾驶车辆,推导表征智能驾驶车辆横向运动特性的线性二自由度微分方程。基于智能驾驶车辆横向运动特性,构建单点预瞄模型,并依托实车平台,验证预瞄模型的准确性。对线控转向系统动力学特性进行分析,依托仿真平台完成系统模型搭建,在双移线工况下与机械转向系统进行仿真类比,验证线控转向系统模型的可靠性。2、基于智能驾驶车辆二自由度动力学模型,推导横摆角速度对转向盘转角的理论稳态增益,并把理论稳态增益应用到预瞄模型中,结合横摆角速度反馈偏差补偿,得到最终期望转向盘转角。基于Car Sim车辆模型,在角阶跃工况下,对几款车型的转向特性进行分析,拟合随车速变化的仿真增益与理论增益之间的修正系数曲线公式,并应用到基于理论稳态增益设计的预瞄模型和变角传动比控制策略设计中。仿真结果表明基于仿真稳态增益设计的路径跟踪算法具有进一步提高智能驾驶车辆路径跟踪精度的效果。3、基于定角传动比的智能驾驶车辆转向特性分析,对智能驾驶车辆理想变角传动比控制策略进行设计。考虑横摆角速度对转向盘转角的稳态增益,设计基于修正系数的智能驾驶车辆变角传动比控制策略。通过实车平台和仿真对该控制策略进行验证,结果表明基于不同车辆仿真模型设计的变角传动比控制策略具有较好的效果。4、依托Simulink&Car Sim联合仿真环境,对搭载仿真预瞄式前馈反馈的路径跟踪算法和理想变角传动比控制策略的智能驾驶车辆,在不同行车工况下进行了路径跟踪效果仿真验证。结果表明搭载仿真预瞄式前馈反馈路径跟踪算法和变角传动比控制策略的智能驾驶车辆相对于固定角传动比控制具有更高的路径跟踪精度和行车稳定性。
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