【摘 要】
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近些年来,随着人工智能快速发展,车辆由“有人驾驶”到“无人驾驶”正在逐步走向我们的生活,然而要实现真正意义上的无人驾驶车辆还有很长一段路要走,本文对无人驾驶车辆其中一个关键领域开展研究,即无人驾驶车辆运动控制问题进行研究,以前轮转向的无人驾驶车辆为研究对象,根据车辆的纵向动力学模型,横向动力学模型以及横纵向综合动力学模型分别设计纵向、横向、以及横纵向综合控制器,逐步对无人驾驶车辆实际运动控制进行仿
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近些年来,随着人工智能快速发展,车辆由“有人驾驶”到“无人驾驶”正在逐步走向我们的生活,然而要实现真正意义上的无人驾驶车辆还有很长一段路要走,本文对无人驾驶车辆其中一个关键领域开展研究,即无人驾驶车辆运动控制问题进行研究,以前轮转向的无人驾驶车辆为研究对象,根据车辆的纵向动力学模型,横向动力学模型以及横纵向综合动力学模型分别设计纵向、横向、以及横纵向综合控制器,逐步对无人驾驶车辆实际运动控制进行仿真研究。本文主要工作如下:（1）对无人驾驶车辆纵向上的速度跟踪开展研究。建立了车辆整车纵向动力学模型,基于分层式控制方法,对车辆纵向运动控制结构进行设计。上层控制器对车辆的期望加速度进行求解,下层控制器节气门和制动控制均采用PID控制结构,然后考虑一定坡度行驶时的速度跟随情况,考虑阶跃变化和正弦变化两种工况,基于Carsim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,验证纵向控制器的设计可行性。（2）对无人驾驶车辆的自主转向（纵向定速）开展研究。建立车辆横向动力学模型,基于模型预测控制算法设计车辆的横向控制器,研究了横向控制器在正常路面和湿滑路面和不同车速条件下的控制效果,并考虑控制器主要参数对车辆自主转向性能的影响,完成了采样时间、预测时域和控制时域参数的选取,基于Carsim和Matlab/simulink进行联合仿真,验证横向控制器的设计可行性。（3）考虑到纵向变速的情况下,对无人驾驶车辆的综合控制进行了研究。首先建立了横纵向控制器的整体控制结构,并对纵向控制器的速度跟随进行控制器优化设计,分别介绍了速度规划模块、纵向速度模糊PID控制模块,设定了正常路面和湿滑路面的两种仿真工况,对综合控制器和横向控制器进行对比仿真,验证综合控制器设计的优越性。
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