【文章內(nèi)容簡介】 所以有人將迭代學習算法應用到了汽車巡航控制系統(tǒng)中。基于迭代學習技術的汽車巡航控制原理如圖 83 所示。利用實際車速與設定車速的偏差，通過多次的迭代計算得出一個修正量，進一步修正控制器輸出的控制量，從而使實際車速更趨近于設定車速。 迭代學習控制可以對參數(shù)是未知的但是變化的或不變的系統(tǒng)實施有效控制。相對于其他控制技術，迭代學習控制的適應性更廣，實時性更強。但其算法復雜，計算機編程困難。 4．自適應控制 由于汽車自動巡航控制系統(tǒng)是一個本質(zhì)非線性系統(tǒng)，并且汽車在行駛過程中受到路面坡度、空氣阻力等外界干擾，因而基于時不變系統(tǒng)得到的控制方法就難以在各種工況下取得良好的效果，解決的辦法是加入自適應環(huán)節(jié)，其控制方法能隨各種因素的變化而實時地加以調(diào)整，以適應復雜多變的行駛工況。 自適應控制是針對具有一 定不確定性的系統(tǒng)而設計的。自適應控制方法可以自動監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)變化，從而時刻保持系統(tǒng)的性能指標為最優(yōu)。目前用于汽車巡航控制的自適應控制主要為模型參考自適應控制?；谧赃m應控制的汽車巡航控制原理如圖 84 所四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 10 頁 示。設定車速同時加到控制器和參考模型上，由于參考模型的理想車速和實際車速不一致，產(chǎn)生偏差，自適應機構檢測到這一偏差后，經(jīng)過一定的運算，產(chǎn)生適當?shù)恼{(diào)整信號改變控制器參數(shù)，從而使實際車速迅速趨近于理想車速，當偏差趨于零時，自適應調(diào)整過程就停止，控制參數(shù)也就調(diào)整完畢。當汽車在行駛過程中遇到上下坡或是由于風力而使車 速發(fā)生變化時，系統(tǒng)也如上述過程一樣，對控制器參數(shù)進行調(diào)整。 鑒于自適應控制的上述特點，自適應控制非常適合像汽車這樣的一類非線性系統(tǒng)的控制。在控制過程中，系統(tǒng)能夠自動調(diào)整控制參數(shù)，使得控制效果更好。 1． 3 汽車自動巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 汽車自動巡航控制系統(tǒng)自 20世紀 70年代起各大汽車廠家都爭相研制并裝在較高級的轎車上，到了 80 年代中末期，由于微處理器在汽車上的廣泛應用和高速公路建設的迅速發(fā)展，使得它更加完善。到 20 世紀末起以及目前展出的 21 世紀汽車，該系統(tǒng)真可謂日臻完善，系統(tǒng)電路集成化水平提高，控制模塊體積精巧，多路傳輸系統(tǒng)日漸成熟，自檢系統(tǒng)更準確有效。 但是若使該系統(tǒng)步人普通家用轎車家族，還存在著一些問題，即雖然系統(tǒng)多用模塊控制，但造價昂貴；限速太高，一般系統(tǒng)都必須在 40km／ h 以上才起作用；檢修雖方便，但需較高的技術水平。 隨著汽車技術和現(xiàn)代公路交通的迅速發(fā)展，下 一代的智能交通系統(tǒng)即將出現(xiàn)，其中汽車自動巡航控制系統(tǒng)將發(fā)展為自適應巡航控制系統(tǒng)，進一步采用集中微處理器控制，四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 11 頁 降低系統(tǒng)的成本。具體地說，它是將汽車自動巡航控制系統(tǒng)和車輛前向撞擊報警系統(tǒng) (FOrward Collision Warning System， FCWS)有機地結合起來，既有自動巡航功能，又有防止前向撞擊功能，駕駛員可通過設置在儀表盤上的人機交互界面啟動或清除 ACCS。啟動 ACCS 時，要設定汽車在巡航狀態(tài)下的車速和與前方車輛間的安全距離，否則 ACCS 將自動設置為默認值，但所設定的安全距離不可小于設定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。 當汽車前方無行駛車輛時，汽車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)。 ACCS 按照設定的行駛車速對汽車進行勻速控制，當汽車前方有車輛行駛，且前方車輛的行駛速度小于汽車的行駛速度時， ACCS 將控制汽車進行減速，確保兩車間的距離為所設定的安全距離。當 ACCS 將汽車減速至理想的目標值之后采用跟隨控制，與前方車輛以相同的速度行駛。當前方車輛發(fā)生移線，或汽車移線行駛使得汽車前方又無行駛車輛時， ACCS 將對主車進行加速控制，使其恢復至設定的行駛速度，在 恢復行駛速度后， ACCS 又轉(zhuǎn)入對該汽車的勻速控制，當駕駛員參與汽車駕駛后 ACCS 將自動退出對汽車的控制。 ACCS 有以下幾個發(fā)展趨勢： 1)集成化有助于降低成本，增強各系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，充分利用各種車輛信息，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性， ACCs 在發(fā)展之初就與巡航控制系統(tǒng) (CCS)結合在一起，按照 ACCS 的發(fā)展方向，它還會同主動后輪系統(tǒng) (Active Rear Steer System， ARS)、牽引力控制系統(tǒng) (ASR)以及發(fā)動機控制器等各種電控系統(tǒng)集成起來。 2)走?？刂啤，F(xiàn)在對 ACCS 的研制和開發(fā)主要 是針對在高速公路上高速行駛的車輛，而不適用于城市中低速、高車流密度情況下使用，走?？刂普?ACCS 針對車速低、車距近的行駛情況所做的功能擴展，這要求 ACCS 具有更好的近距離探測能力，更快的信號處理功能，更迅速的系統(tǒng)響應，同時還向 ACCS 提出了增加車輛的自動起步功能。這樣即使在堵車情況下也無須駕駛員參與，只需操縱車輛的轉(zhuǎn)向即可。駕駛員可以完全從煩瑣的駕駛操作中解放出來； 3)隨著近幾年智能公路概念的提出以及衛(wèi)星導航系統(tǒng)的開發(fā)與應用，未來的 ACCS將同其他的汽車電控系統(tǒng)相互融合，形成智能汽車電子控制系統(tǒng)，駕駛這 種汽車只需在顯示器中指明所要到達的目的地，汽車就會在衛(wèi)星導航系統(tǒng)的指引下，借助公路兩旁的電子標志牌無需人為參與就可安全駛達目的地，實現(xiàn)完全的自動駕駛功能。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 12 頁 4)通過采用 CAN 總線技術，可實現(xiàn)信號資源的共享，減少硬件開支，提高系統(tǒng)的靈活性。 1． 4 汽車自動巡航控制系統(tǒng)的工作環(huán)境 人們知道，汽車的行駛是在發(fā)動機產(chǎn)生動力以后，借助于地面對車輪的反作用力行駛的。車速的變化情況非常復雜，會受到路面滾動阻力，汽車行駛時風的阻力，以及道路坡度等時變因素的影響而變化，而且也受到發(fā)動機工況、負荷情況等的影響。坡道的阻力 是隨著道路坡度大小而變化的，即使在高速公路上也不可能避免爬坡或下坡行駛，車重越大時，坡道的阻力就越大，下坡時的慣性力也就越大，而路面的滾動阻力系數(shù)也隨路面的情況、輪胎形狀、溫度、氣壓、行車速度等變化而隨機地變化，風阻與車速的二次方成正比，由于汽車行駛過程中風速的大小和方向不斷變化，并且車速越大，風阻也越大，巡航行駛時風阻便是一個不能忽略的因素，再如上發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩與節(jié)氣門的關系非常復雜，決定了巡航控制的實現(xiàn)是非常復雜的。 不但如此，由于巡航控制系統(tǒng)是工作在汽車上，而使用汽車的自然環(huán)境地區(qū)條件是千差萬別的，有 時兩地的條件差異特別大，所以又必須考慮一下巡航的特殊工作環(huán)