模糊控制工程论文提纲

论文题目：基于联合仿真的智能车辆转向避撞和稳定性联合控制研究

摘要：智能车辆技术已经被学术界和工业界公认为汽车工业未来的重要变革力量,更是智能交通系统不可或缺的关键组成部分。智能车辆具体包括:环境感知、规划、决策、控制与执行四大部分,涉及机械电子、控制理论、人工智能等学科门类。技术集成度高、设计难度大。具体在智能车辆避撞领域,现有的控制策略在相当程度上还依赖驾驶员的制动操作来规避风险。避撞能力有限,未能充分发挥智能车辆先进的环境感知潜力。本文提出了一种智能车辆转向避撞控制策略,并根据障碍物信息进行了换道路径规划。对车辆预测模型的建立、转向控制器设计、路径跟踪精度及参数鲁棒性验证等进行了较深入的研究。于此同时,为了提高车辆高速行驶,以及在低附着路面转向时的操纵稳定性,并兼顾控制策略须易于构造和强鲁棒性的要求,利用模糊逻辑构造了横摆力矩车辆稳定性控制器。稳定性控制器具体根据参考车辆动力学模型响应得到期望附加横摆力矩,并根据制动力分配逻辑对相应车轮施加制动力。全文具体的研究内容包括以下几个方面:（1）对智能车辆的产生和发展现状、国内外相关研究成果进行了介绍。特别是对尚未成熟商用化的车辆转向避撞控制策略、系统组成、存在的缺陷和不足等进行了详细分析。（2）设计了车辆转向避撞和稳定性联合控制方案。并推导了车辆执行转向或避撞动作所需要的纵向安全距离,并基于此提出了避撞动作决策逻辑。车辆转向避撞时的参考路径由多项式理论规划而得。（3）鉴于车辆高速行驶时强烈的非线性特性,本文通过建立简化车辆和轮胎模型作为预测模型,提出了一种基于模型预测控制理论的转向控制器。并通过双移线和蛇形线试验验证了转向控制器的控制效果,随之进行了车速和控制参数变化下的仿真验证。（4）在满足避撞性要求的前提下,在Simulink环境下基于模糊控制理论设计了制动稳定性控制策略,以提高车辆高速转向时的操纵稳定性。并具体介绍了DYC模糊控制器的参数定义和选取、模糊化、模糊规则建立以及反模糊化等设计过程。最后通过方向盘正弦转动试验初步验证车辆的稳定性控制效果。（5）在CarSim中建立了整车动力学模型,进行了Simulink/CarSim联合仿真研究。不同车速和道路附着系数下的试验结果表明:同样采取转向避撞操作,车辆避撞效果和稳定性将由于横摆稳定性控制器的同时动作而得到提高。联合控制手段进一步提高了智能车辆的行车安全性。

关键词：汽车工程;转向避撞;稳定性控制;模型预测;模糊控制

学科专业：车辆工程

摘要

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 智能车辆研究与发展的问题

1.3 智能车辆的研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 智能车辆转向避撞研究现状

1.5 本文研究内容安排

第二章 避撞和稳定性控制系统方案设计

2.1 总体方案设计

2.2 安全距离模型

2.2.1 换道安全距离模型

2.2.2 制动安全距离模型

2.3 存在障碍物的换道轨迹规划

2.4 本章小结

第三章 车辆动力学建模及转向控制器设计

3.1 引言

3.2 车辆侧向动力学建模

3.2.1 三自由度车辆模型

3.2.2 轮胎模型及特性分析

3.3 基于模型预测控制理论的转向控制器设计

3.3.1 模型预测控制理论

3.3.2 转向避撞控制器

3.4 转向控制器效果验证

3.4.1 仿真试验一：路径跟踪精度

3.4.2 仿真试验二：不同车速下的算法控制效果

3.4.3 仿真试验三：不同参数下的算法控制效果

3.5 本章小结

第四章 车辆稳定性控制器设计

4.1 引言

4.2 线性二自由度参考模型

4.3 基于模糊控制理论的直接横摆力矩控制器设计

4.3.1 模糊控制理论

4.3.2 变量选择及模糊化

4.3.3 模糊规则及反模糊化

4.3.4 制动压力控制器

4.3.5 制动力分配策略

4.4 稳定性控制器效果验证

4.5 本章小结

第五章 转向避撞与稳定性联合控制仿真试验

5.1 引言

5.2 联合仿真方法介绍

5.3 避撞控制仿真结果及分析

5.4 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢