汽车追尾防碰撞控制系统的研究与仿真

论文摘要

随着经济的不断发展,全球汽车保有量逐年增加,随之也带来了十分严峻的全球道路交通安全问题。为了减少交通事故的发生和人员伤亡,各个国家都在积极有效的研究相关对策方针。提高汽车的主动安全性能有着比较高的避免事故能力,能防患于未然,尤其在突发情况的条件下能有效的保证汽车的行驶安全。本文所研究的汽车追尾防碰撞控制系统是一种基于提高车辆行驶过程中主动安全性的系统。本文根据诸多国内外汽车防碰撞技术的研究成果,对汽车制动性和制动过程进行详细分析,建立了汽车在不同运行状况下的安全距离模型,并在汽车原有的制动管路基础上,提出设计了一套基于模糊控制的自动制动机构。该自动制动执行机构并联在原车制动系统上,具有良好的可靠性,同时能保证原车制动系统的可靠性和正常运作。文中追尾防碰撞控制系统通过毫米波雷达以及各种传感器,实时检测自车车速、前后两车之间的相对距离、相对速度等车辆实时行驶状态,控制系统通过建立的安全距离模型对自车行驶状态做出准确判断,适时发出报警提醒信号,提醒驾驶员提高警惕或对自车采取相应合理有效的措施,必要时系统将会采取自动制动,避免事故的发生。本文重点对追尾防碰撞控制系统中自动制动机构的模糊控制器进行了设计,该模糊控制器可以根据自车与前车之间的相对速度以及相对距离,对自车自动制动时输出不同的制动强度,以保证自车在制动过程中的安全性、驾乘的舒适性与平稳性。并通过在Matlab/Simulink中建立的系统模型,对自动制动系统在不同的工况下进行了仿真。仿真结果表明自动制动系统具有良好的制动效果,同时能保证在减速过程中汽车行驶的平稳性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 汽车追尾防碰撞预警控制系统国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容和意义
• 第二章 汽车追尾防撞控制系统设计
• 2.1 汽车追尾事故分析
• 2.1.1 驾驶行为过程
• 2.1.2 追尾事故的分析
• 2.2 追尾防碰撞控制系统的设计要求
• 2.3 追尾防碰撞控制系统的总体结构
• 2.4 追尾防碰撞控制系统主要传感器的选择
• 2.4.1 智能汽车的距离测量技术
• 2.4.2 测速传感器选择
• 2.5 追尾防碰撞控制系统的控制原理
• 2.6 追尾防碰撞控制系统的控制程序流程图
• 2.7 本章小结
• 第三章 汽车追尾防碰撞安全距离模型的建立
• 3.1 汽车制动过程分析
• 3.2 安全距离模型
• 3.3 模型参数的确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 自动制动模糊控制器的设计
• 4.1 自动制动控制系统的工作原理
• 4.2 自动制动控制系统模型的建立
• 4.2.1 汽车动力学模型
• 4.2.2 滑移率计算模块
• 4.2.3 车辆轮胎模型
• 4.2.4 ABS 模型.
• 4.2.5 辅助制动系统模型
• 4.2.6 自动制动系统整体模型
• 4.3 自动制动控制策略的选择
• 4.3.1 模糊控制系统的工作原理
• 4.3.2 模糊控制器设计的基本方法
• 4.4 自动制动模糊控制器设计
• 4.4.1 隶属度函数的设定
• 4.4.2 模糊控制规则库的建立
• 4.5 本章小结
• 第五章 自动制动模糊控制器系统的仿真
• 5.1 Δv 初始值不同，Sr 初始值相同时的仿真
• 5.2 Sr 初始值不同，Δv 初始值相同时的仿真
• 5.3 前车持续减速时后车跟车状态的仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文