车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计
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课件7--自适应巡航控制系统ACC课件7---自适应巡航控制系统(修订稿)目录:一、概述二、发展历程三、功能自适应巡航控制系统ACC的英文全称是“AdaptiveCruiseControl”,中文意思是“自适应巡航控制”。
自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统,它是在已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。
在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。
当与前车之间的距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
自适应巡航控制系统在控制车辆制动时,通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度,当需要更大的减速度时,ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。
当与前车之间的距离增加到安全距离时,ACC 控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。
自适应巡航控制(ACC)是一个允许车辆巡航控制系统通过调整速度以适应交通状况的汽车功能。
安装在车辆前方的雷达用于检测在本车前进道路上是否存在速度的车辆。
若存在速度更慢的车辆,ACC系统会降低车速并控制与前方车辆的间或时间间。
若系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时将加快本车速度使之回到之前所设定的速度。
此实现了在司机无操作干预下的自主减速或加速。
ACC自适应巡航控制车速的主要方式是通过发动机油控制和适当的制动。
自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统,它是在已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。
在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。
当与前车之间的距离过小时,控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
功能简单点来讲就是自适应巡航会根据车辆的周围环境自动改变巡航速度,普通的定速巡航就是前面有堵墙你不踩刹车它也会按照你设定的速度撞上去!自适应巡航控制系统功能1、通过车距传感器的反馈信号,自适应巡航ACC)控制单元可以根据车辆物体道路的移动速度判断情况,并控制车辆的行驶状态;通过感知的驾驶者施加在踏板上的力,ACC控制单元可以是否执行巡航控制,以减轻驾驶者的疲劳。
ADAS算法设计(五):ACC算法设计自适应巡航控制ACC为一项L1级的驾驶舒适性ADAS功能,是对定速巡航控制CC的功能升级,本文将介绍ACC的算法设计。
一、ACC算法功能定义自适应巡航控制ACC通过车辆前方的传感器持续探测前方道路,当发现与前车距离过小时,ACC主动控制车辆进行减速;当与前车的距离增加到安全距离时,ACC按照设定车速控制车辆行驶。
同时ACC 可控制车辆自动跟随前车至停车,并重新启动ACC算法的功能定义如下:1) ACC适用于(0~200)km/h2) 定速巡航功能;3) 自动跟车功能;4) Stop&Go启停功能;5) 驾驶员可通过HMI设置ACC功能的开启与关闭;6) 驾驶员可通过HMI设定巡航速度;7) 驾驶员可通过HMI设定跟车时距。
二、ACC控制系统接口根据ACC算法功能定义,ACC控制系统需输入车速、跟车时距、挡位等整车信号及传感器感知到的纵向相对距离、横向相对距离、相对速度等信息,而需要输出纵向控制等信号。
具体见下表1 表 1 ACC控制系统接口输入/输出信号备注输入A CC功能开关/功能取消信号/功能启动/恢复信号/巡航车速信号(km/h)跟车时距信号时距挡位挡位信号/本车车速信号(m/s)制动踏板信号/纵向相对距离(m)侧向相对距离(m)相对速度信号(m/s)输出A CC加速度/减速度信号(m/s2)A CC纵向控制使能/ACC状态信号/ACC制动预警信号/真实车速反馈信号/三、ACC控制系统算法ACC控制系统算法主要由目标选择模块、车辆加速度估算模块、状态控制模块和执行器控制模块四部分组成,以下分别介绍:1) 目标选择模块ACC目标选择模块的功能是根据前方车辆状态进行定速巡航和自动跟车状态的选择,系统根据前方车辆的相对速度、相对距离和设置的巡航车速信息进行预处理,提取出相对危险的目标进行跟踪。
2) 加速度估算模块ACC加速度估算模块的功能时速度跟踪控制和制动预警:速度跟踪控制采用PID控制算法,对相对速度和相对距离(输入信号)进行PID控制,设置相应积分饱和阈值和参数整定实现。
车辆自适应巡航控制系统的算法研究1. 本文概述本文主要研究车辆自适应巡航控制系统(ACC)的算法。
ACC系统是在传统定速巡航控制基础上发展起来的新一代辅助驾驶系统,它能够减轻驾驶者的疲劳,提升驾驶的舒适性,增加交通车辆流量,并降低交通事故的发生。
控制算法是ACC系统控制单元的核心,其选取对于实现理想的控制要求至关重要。
本文将从ACC系统的研究概况入手,探讨ACC系统的间距策略、数学建模和控制算法设计,并通过仿真实验对系统性能进行分析。
通过本文的研究,旨在为车辆工程、控制理论与工程、交通信息工程与控制等领域的专业人员提供参考,促进ACC系统在智能交通中的推广和应用。
2. 自适应巡航控制系统概述自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control,ACC)是一种先进的驾驶辅助系统,它基于传统的巡航控制系统,并增加了与前方车辆保持合理间距的功能。
ACC系统利用安装在车辆前方的雷达或激光传感器来检测前方道路上的车辆,并根据交通状况自动调整车辆的速度。
当ACC系统检测到前方有速度更慢的车辆时,它会自动降低车辆的速度,以保持与前方车辆的安全距离。
如果前方道路畅通,ACC系统则会逐渐加速,使车辆恢复到设定的巡航速度。
这种自适应的巡航控制功能可以在不驾驶员干预的情况下实现车辆的自主减速或加速,从而提高驾驶的安全性、舒适性和便利性。
ACC系统通过发动机油门控制和适当的制动来实现车速的调整。
它可以根据不同的驾驶场景和交通状况,智能地选择合适的控制策略,以确保车辆在各种情况下都能平稳、安全地行驶。
ACC系统还可以与其他驾驶辅助功能(如车道保持辅助、碰撞预警等)协同工作,为驾驶员提供更加全面的驾驶支持。
3. 安全距离算法研究通过车对车通信功能,获取前车的制动性能参数、车辆状态信息和车辆类型。
这些信息包括前车的标准制动距离、制动协调时间、临界载重系数、行驶车速、载重系数和当前峰值附着系数等。
同时,本车也需要获取自身的制动性能参数和车辆状态信息。
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计1 上层加速度控制器的设计自适应巡航控制器分为上下两层,上层控制器主要包含了PID控制,模糊控制两个部分。
因上层控制器输出汽车期望加速度,而下层控制器利用得到的期望加速度输出转矩,针对上层而言,计算期望加速度的算法决定了输出期望加速度的效果。
期望加速度应该在稳定性上提出较高要求,兼顾准确性与快速性。
2 定速巡航模式中的PID算法设计速度控制算法使汽车在行驶过程中的车速接近设定的行驶速度。
本文目标行驶速度采用定速模式情景,目标行驶速度为驾驶员人为设定速度。
速度控制算法的实现过程如下:将车速传感器输入汽车当前行驶的车速,与驾驶员人为标定的速度的差值,输入到控制器中,输出为电机的转矩并将这一参数作为输入量输入到开关磁阻电机中,使汽车达到设定的目标行驶速度。
因PID控制本身难度较小,稳定性强,所以选用此种算法来实现对速度的控制。
在本次设计中对PID控制器的比例系数Kp选用15.331,微分系数Kd选用0.112,积分系数Ki选用0.012,在Simulink中建模,对P,I,D三个参数加以调整仿真发现:系统在短时间内输出稳定在1.812m/s2的加速度a-ses,稳定性良好,满足实际需求。
当加速度数值较高时会严重影响驾驶员与乘客的乘车舒适性。
根据Moon Seungwuk 等人分析驾驶员的主观评价与行车数据,发康惠铭monash university Malaysia摘 要:自适应巡航系统(ACC)利用汽车周围的雷达来检测该汽车周围的情况,对车前某一区域的车速与距离进行判定,自动对车辆速度与跟车距离进行调节。
本设计从MATLAB仿真软件出发,对汽车自适应巡航系统的上层控制器和驱动电机进行设计,在Simulink中得到了稳定性强,抗干扰性能高的电机模型;在MATLAB的模糊推理系统中得到了输入D r(两车距离),V r(两车速度)与输出加速度a-ses的三维数学模型,从MATLAB的三维模型中可知,该上层控制器曲面光滑程度较好,表明输出接近连续;曲面的起伏较为平缓,表明性能优良,符合设计应用需求。
ACC(自适应巡航控制系统)操作设定及传感器校准1功能操作/设定ACC功能的接通/关闭、以及功能设定均通过操纵拨杆实现。
当操纵拨杆往司机方向拉动时,ACC功能处于接通状态;往反方向拨动则可进行关闭。
当ACC功能接通时,电子稳定控制(ESC)功能和电子驱动防滑调节(ASR)功能同时被激活,且无法进行关闭。
通过操纵拨杆上的SET按键可将当前车速设定为期望的巡航车速进行存储。
当向上拨动操纵拨杆时,进而相应的提高期望的巡航车速,往下拨动操纵杆时,可相应的降低期望的巡航车速。
(每次车速以5或10km/h为一个基准单位进行变化)期望车距(本车和前车)的设定有四个级别,通过操纵拨杆上的滑动开关来实现。
往1方向滑动开关则可实现减小车距,往2方向滑动开关则可实现增大车距。
ACC调节车距取决于相应的车速,即车距的调节不是恒定的行驶距离,而是一个时间上的恒定间隔。
2数据传输↑↑↑(果果的小提示:看不清的点开大图噢)通过操纵拨杆接通ACC功能,通过显示和操纵CAN总线传送到网关J533,同时J533通过FlexRay总线接收车距调节控制单元、传感器电子控制单元、ABS控制单元、水平调节控制单元、图像处理控制单元传来的信号;于此同时发动机和变速器控制单元通过驱动CAN 总线选择性接收来自J533的信号,进而实现车辆的加速、减速、制动等ACC系统功能。
3传感器校准ACC系统具有完备的自诊断能力,会将识别到的事件和相应环境条件存储到故障存储器内,其诊断地址码为13/8B。
尽管雷达波束的传播性能很强,但是ACC系统也会因为视线不佳而关闭。
如:天气原因,特别是在水沫多、浓雾、降雪的环境下;雷达传感器透镜表面脏污;以及行驶在隧道内时均会影响雷达波束的传播。
当出现以下情况时,必须对传感器进行校准调节:△ 调整/改变了后桥的轮距△ 拆装过ACC-单元△ 拆装过前保险杠△ 前保险因受较大外力而造成损伤△ 水平失调角超过了±0.8°在配备有两个ACC-单元的车辆中,进行校准时应先调节主控传感器,再调节从控传感器。
新能源汽车自适应巡航控制系统的研究随着环境污染和化石燃料短缺的日益严重,新能源汽车成为了未来出行的主要选择之一。
为了提高新能源汽车的安全性和舒适性,自适应巡航控制系统(AdaptiveCruiseControl,ACC)的研究变得愈发重要。
本文将介绍自适应巡航控制系统的原理、应用以及未来的发展前景。
1.自适应巡航控制系统原理自适应巡航控制系统是一种基于雷达、激光或摄像头等传感器技术的智能驾驶辅助系统。
它通过实时监测前方车辆的速度和距离,能够自动调整车辆的速度和保持与前车的安全距离。
ACC系统能够根据前车的行驶速度和距离动态调整车辆的速度,以实现自动巡航和保持车辆在安全范围内的驾驶。
2.自适应巡航控制系统的应用自适应巡航控制系统广泛应用于新能源汽车中,它可以提供以下几个方面的优势:安全性:ACC系统利用强大的传感器技术,能够实时监测前方车辆的速度和距离,避免发生追尾事故。
它能够智能地感知前车的动态变化,及时减速或加速,并保持与前车的安全距离,大大提高了行车的安全性。
舒适性:ACC系统能够自动调整车辆的速度,避免频繁的踩刹车和加速,使得驾驶过程更加平稳流畅。
驾驶者可以更加轻松地享受驾驶,减少驾驶疲劳感。
节能环保:自适应巡航控制系统能够根据前车的速度动态调整车辆的速度,合理控制加速和减速过程,提高燃料利用效率,减少碳排放,降低对环境的影响。
3.自适应巡航控制系统的未来发展随着技术的不断创新和性能的提升,自适应巡航控制系统将会得到进一步发展和应用。
以下是一些未来的发展前景:智能化:未来的自适应巡航控制系统将会更加智能化,能够不仅仅保持安全距离,还可以根据路况、交通信号等因素做出更加智能化的决策,提供更加便利和安全的驾驶体验。
互联网技术:自适应巡航控制系统可以与互联网技术相结合,实现车辆之间的信息共享和实时交流。
通过与导航系统、交通管理系统等的联动,可以实现更加智能、高效的交通管理和行车体验。
全面自动驾驶:随着自动驾驶技术的不断发展,未来的自适应巡航控制系统可能成为实现全面自动驾驶的基础。
acc系统算法设计ACC系统算法设计一、引言ACC(Adaptive Cruise Control)系统是一种自适应巡航控制系统,它可以通过使用雷达或激光传感器来感知前方车辆的距离和速度,并根据设定的巡航速度和车辆之间的安全距离来自动调节车辆的速度。
在ACC系统中,算法设计是至关重要的,它决定了系统的性能和功能可靠性。
本文将详细介绍ACC系统算法设计的关键要点和步骤。
二、ACC系统算法设计的关键要点1. 数据获取与处理:ACC系统需要通过传感器获取前方车辆的距离和速度信息,并对这些数据进行处理。
数据获取阶段需要考虑传感器的精度和采样频率,以确保获取到准确可靠的数据。
数据处理阶段则需要对数据进行滤波和校正,以消除误差和噪声。
2. 前方车辆跟踪:ACC系统需要实时跟踪前方车辆的运动状态,包括位置、速度和加速度等。
这可以通过使用滤波算法和运动模型来实现。
滤波算法可以对测量数据进行平滑处理,减少误差和噪声的影响。
运动模型可以根据车辆的物理特性和动力学原理,预测前方车辆的未来状态。
3. 车辆速度控制:ACC系统需要根据设定的巡航速度和车辆之间的安全距离,对车辆的速度进行控制。
速度控制算法可以根据前方车辆的运动状态和安全距离要求,计算出合适的加速度指令,并将其转化为控制信号发送给车辆的动力系统。
速度控制算法需要考虑车辆的动力限制和舒适性要求。
4. 碰撞风险评估:ACC系统需要实时评估前方车辆与本车之间的碰撞风险,以便及时采取避免碰撞的措施。
碰撞风险评估算法可以根据前方车辆的速度、加速度和距离等信息,计算出碰撞概率或碰撞时间,并与设定的阈值进行比较。
如果碰撞风险超过阈值,ACC系统将采取紧急制动或避让等措施。
5. 用户交互与控制:ACC系统需要与驾驶员进行交互,并根据驾驶员的指令进行控制。
用户交互包括设置巡航速度、选择安全距离等操作,而控制则包括启动和停止ACC系统、切换到手动驾驶模式等操作。
用户交互与控制的算法设计需要考虑用户的操作习惯和需求,提供简洁直观的界面和操作方式。
车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计与分析65090617付裕一、引言ACC系统全称就是自适应巡航控制系统,它是一种智能化的行车自动控制系统,它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。
在行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。
当与前面的车之间的距离过小时(这可以在车内设定距离),ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意,它能有效的防止追尾这类事故的发生。
本文将通过连续系统设计与分析的知识对ACC系统进行分析。
二、研究对象工作过程和要求描述1.控制原理:电控单元有两个输入信号,当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时,电控单元将这两种信号进行比较,得出两信号之差,即误差信号,再经放大、处理后成为油门控制信号,送至油门执行器,驱动油门执行器动作,调节发动机油门开度,以修正两输入车速信号的误差,从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速,并保持恒定。
2.系统框图如下:三、被控对象的数学模型建立m ——汽车质量g ——重力加速度f ——滚动阻力系数C ——空气阻力系数A ——等效迎风面积r ——轮胎半径gi ——变速器速比di ——主减速器速比η——传动效率当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标ad后,整车期望转矩四、控制系统的控制器模型设计经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得,ACC系统的传递函数如下五、 MATLAB仿真结果单位阶跃响应:伯德图根轨迹图六、控制系统性能分析1、 稳态性能分析1) 稳态误差分析位置误差系数:2.143)(lim 0==→s G K s p 故稳态误差为:007.01==pss K e ,故此系统具有良好稳态性能。
2) 根轨迹分析 由开环传递函数可知被控对象极点为:150,10,10321-=-=-=P P P ,零点为无穷远处。
自适应巡航系统研发建设方案1. 实施背景随着社会经济的快速发展,交通拥堵和交通安全问题日益突出。
为此,从产业结构改革的角度出发,我们提出研发自适应巡航系统的方案。
该系统能够提高驾驶的舒适性和安全性,减少交通事故,并有助于交通拥堵的缓解。
2. 工作原理自适应巡航系统(Adaptive Cruise Control,ACC)是一种智能驾驶辅助系统,它通过传感器实时感知前方路况,自动调整车辆速度和行驶轨迹,以适应不同的交通环境。
系统主要包含雷达、摄像头、传感器等设备,通过先进的算法和数据处理技术,实现车辆的自动控制和调整。
3. 实施计划步骤a. 研究与开发首先,我们需要对ACC系统进行深入的研究和开发。
这包括对传感器技术、数据处理算法、控制策略等进行研究和优化。
同时,还需要建立完整的测试平台,对系统进行严格的测试和验证。
b. 技术转化在完成研究与开发后,我们将进行技术转化。
这一阶段主要是将研究成果转化为实际的产品或服务,同时进行进一步的测试和优化。
c. 产业化推广在技术转化完成后,我们将开始与汽车制造商合作,将ACC 系统集成到汽车中,并进行大规模的产业化推广。
4. 适用范围自适应巡航系统适用于各种类型的车辆,包括轿车、SUV、卡车等。
同时,它不仅适用于城市道路,也可用于高速公路和乡村道路等多种交通环境。
5. 创新要点a. 传感器融合技术ACC系统采用了多传感器融合技术,能够实现对周围环境的全面感知和判断。
这有助于提高系统的可靠性和安全性。
b. 自适应控制策略系统采用了自适应控制策略,能够根据不同的交通状况和车辆状态,自动调整车辆的速度和行驶轨迹,以实现最优的驾驶效果。
c. 数据处理与优化通过高效的数据处理算法和优化技术,系统能够实时处理大量传感器数据,并给出准确的控制指令,以保证车辆的稳定性和舒适性。
6. 预期效果与达到收益a. 提高驾驶安全性通过减少人为因素导致的事故,系统可以显著提高驾驶的安全性。
自适应巡航控制系统(ACC)自适应巡航控制系统传感器安装总图→相关章节。
关于自适应巡航控制系统的一般说明→相关章节用ACC 校准设备 -VAS 6190-进行校准的流程,见→相关章节。
用ACC 校准设备 -VAS 6430-进行校准的流程,见→相关章节。
拆卸和安装 ACC 传感器→相关章节。
自适应巡航控制系统传感器装配一览图1 -传感器拆卸和安装→相关章节2 -定位点用于直立销3 -插销提示支架中的立销是预调好的。
不允许改变其设定。
4 -支架5 -插头松开时挤压两个卡箍,如-箭头-所示。
1.ACC 概述间距调节传感器和间距调节控制器 -J428-安装在一个壳体内。
传感器或控制器损坏时,必须整体更换。
以下描述时,传感器及控制器称为传感器。
传感器的雷达盖板位于前保险杠盖板后面,并由可通过雷达波的材料制成。
所有改变,如后来的喷漆、粘贴的标签等都可能导致功能故障。
传感器受到污染时也可导致功障碍。
为此请按照维修手册拆下传感器前的装饰格栅或散热器格栅,并清洁装饰格栅或散热器格栅的内侧和传感器。
在进行自适应巡航系统调节前,首先必须查询故障记忆并排除故障。
在 ACC 控制单元的测量值块 2中可识别,传感器是否仅略微移动,不超过 0.5°的失调角不需要重新调校。
自适应巡航系统调校必须使用经大众 / 奥迪许可的四轮定位仪和调校装置进行!正确调校是保证 ACC 功能完好的前提。
提示以下情况需要重新正确调校:已调整过后桥前束。
已更换整个雷达传感器。
保险杠横梁已松开过或移动过。
前端上有损坏。
失调角大于0.5°。
用 ACC 调校装置 -VAS 6190-进行校准需要用到的专用工具、检测仪器以及辅助工具车辆诊断、测量和信息系统 -VAS 5051 A-诊断导线 -VAS 5051/5A-ACC 调校装置-VAS 6190-四轮定位仪提示在将车辆开到四轮定位仪上前,检查车辆与自适应巡航控制系统调校装置 -VAS 6190-之间是否有足够大的摆放位置。
高速公路车辆自适应巡航控制系统设计与应用研究车辆自适应巡航控制系统是一种智能驾驶技术,它能够根据前方车辆的速度和距离,自动调整车辆的速度和加减速度,从而保持与前车的安全距离,并实现自动驾驶的功能。
在高速公路上,这种系统可以有效地提高车辆的行驶安全性和行驶舒适性。
一、系统设计车辆自适应巡航控制系统主要由以下几个部分组成:传感器、控制算法和执行器。
1. 传感器车辆自适应巡航控制系统依靠多个传感器来感知前方交通环境。
典型的传感器包括激光雷达、摄像头和超声波传感器。
通过这些传感器,系统能够准确地检测前方车辆的位置、速度和距离,并及时采集数据。
2. 控制算法控制算法是车辆自适应巡航控制系统的核心。
通过分析传感器数据和当前车辆的状态,控制算法能够决定最佳速度和加减速度。
其中,最重要的算法是前车跟随算法,它可以根据前方车辆的速度和距离,自动调整车辆的速度和加减速度,从而保持与前车的安全距离。
3. 执行器执行器是将控制算法的结果转化为车辆实际行驶动作的装置,它通常包括发动机控制单元和刹车控制单元。
根据控制算法的指令,执行器能够调整发动机的输出功率和刹车的力度,从而实现车速的调整和维持与前车的安全距离。
二、系统应用车辆自适应巡航控制系统在高速公路上具有广阔的应用前景。
1. 提高行驶安全性车辆自适应巡航控制系统能够根据前车的速度和距离,自动调整车辆的速度和加减速度,从而保持与前车的安全距离。
当前车突然减速或停车时,系统能够及时作出反应,避免碰撞事故的发生。
此外,系统还具有车道保持功能,能够自动纠正车辆的偏离轨迹,进一步提高行驶安全性。
2. 提高行驶舒适性车辆自适应巡航控制系统能够根据交通状况自动调整车速,使行驶更加平稳。
系统的加减速过程更加平缓,减少了乘客的不适感。
此外,在长时间的高速行驶中,驾驶员只需集中注意力在道路上,不需要频繁地踩刹车和加油门,减轻了驾驶员的疲劳感。
3. 提高燃油经济性车辆自适应巡航控制系统能够通过智能调整车速,使车辆保持稳定的速度,减少加速和减速的频率。
智能车辆自适应巡航控制系统设计随着科技的发展和人们生活水平的提高,汽车成为了大多数人出行的必需品。
但是,随着如此多人使用汽车,交通拥堵、事故和污染等问题也随之而来。
为了解决这些问题,智能车辆的概念应运而生。
智能车辆是指配备了先进的传感器、计算机、通讯系统和控制系统的汽车,可以自主运行、感知周围环境、做出决策并执行任务。
而智能车辆自适应巡航控制系统就是其中一个重要的应用,它可以让汽车根据路况和实时交通情况调整巡航速度和距离,从而提高行车安全性和燃油经济性。
本文将探讨智能车辆自适应巡航控制系统的设计和原理。
一、智能车辆自适应巡航控制系统的作用智能车辆自适应巡航控制系统的主要作用是根据车辆所处的环境条件和实时交通情况,自动控制车辆的速度和距离,从而减少驾驶员的工作量并提高行车安全性和燃油经济性。
该系统利用车载传感器和地面交通信号控制系统收集路况和交通信息,并通过车辆自身的计算机处理这些数据,操纵车辆的油门、制动和转向,以保持车辆的速度和距离。
二、智能车辆自适应巡航控制系统的原理智能车辆自适应巡航控制系统的工作原理主要包括两部分:车辆位置和状况的感知(即数据采集),以及基于感知数据的控制策略的制定与执行。
1、数据采集车辆位置和状况的感知主要通过车辆传感器来实现。
传感器通常分为激光雷达、摄像头、惯性测量单元、超声波传感器、雷达等多种类型。
这些传感器会不断地扫描车辆周围的环境,收集路况和交通信息,例如周围车辆的速度、距离、方向和加速度等。
2、控制策略的制定与执行感知数据的处理和控制策略的制定和执行是智能车辆自适应巡航控制系统的核心。
该系统需要根据车辆周围的路况和交通情况,制定相应的控制策略来调整车速和距离。
比如,在高速公路上,车辆应该保持一定的巡航速度,而在城市道路上则应该减速,以应对交通密集的情况。
控制策略的主要目标是优化车速、车距和舒适性。
具体来说,该系统首先通过传感器获取前方车辆的速度和距离,然后搭配自身车速和制动状态,根据巡航距离和巡航速度来计算出应达到的车距和速度,再以控制策略来操纵车辆的油门、制动和转向等部件,使车辆保持在合适的速度和距离上,保持车辆的行车安全和舒适性。
车辆自适应巡航控制系统()设计与分析
65090617付裕
一、引言
系统全称就是自适应巡航控制系统,它是一种智能化的行车自动控制系统,它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。
在行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。
当与前面的车之间的距离过小时(这可以在车内设定距离),控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意,它能有效的防止追尾这类事故的发生。
本文将通过连续系统设计与分析的知识对系统进行分析。
二、研究对象工作过程和要求描述
1.控制原理:
电控单元有两个输入信号,当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时,电控单元将这两种信号进行比较,得出两信号之差,即误差信号,再经放大、处理后成为油门控制信号,送至油门执行器,驱动油门执行器动作,调节发动机油门开度,以修正两输入车速信号的误差,从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速,并保持恒定。
2.系统框图如下:
三、被控对象的数学模型建立
m ——汽车质量
g ——重力加速度
f ——滚动阻力系数
C ——空气阻力系数
A ——等效迎风面积
r ——轮胎半径
——变速器速比
——主减速器速比
η——传动效率
当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标后,整车期望转矩
四、控制系统的控制器模型设计
经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下
综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得,系统的传递函数如下
五、仿真结果单位阶跃响应:
伯德图
根轨迹图
六、控制系统性能分析
1、 稳态性能分析
1) 稳态误差分析
位置误差系数:2.143)(lim 0
==→s G K s p 故稳态误差为:007.01==
p
ss K e ,故此系统具有良好稳态性能。
2) 根轨迹分析 由开环传递函数可知被控对象极点为:150,10,10321-=-=-=P P P ,零点为无穷远处。
且当开环增益从零变到无穷过程中到达某一特定值时,根轨迹可能会穿越虚轴进入右半s 平面,因此该系统对部分开环增益值是稳定的。
2、 动态性能分析
系统稳态值:3.140)(=∞C ;
上升时间:s t r 1427.0=;
峰值时间:s t p 3.0=;
二、 结论
综上所述,本控制系统设计各项性能指标良好,实现准确在固定加速度内并且平稳的调节控制车速数值,能做到不急加速,不抱死刹车,使车速保持尽量恒定状态。