汽車自巡航系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-23 15:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 事汽車自動巡航控制系統(tǒng)的研究，控制系統(tǒng)的硬件核心部件采用不同型號的單片機(jī)，控制策略多采用PID調(diào)節(jié)方式，也有人將模糊控制算法應(yīng)用于巡航控制系統(tǒng)，模仿駕駛員駕駛汽車的情況，根據(jù)目標(biāo)車速與實際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗，決定加速踏板的變化量，從而使汽車車速趨近于目標(biāo)車速。用于汽車巡航控制的模糊控制器輸入量一般可選擇設(shè)定車速和實際車速的偏差以及偏差的變化率，模糊控制是不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對系統(tǒng)的參數(shù)不太敏感。其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定，一旦系統(tǒng)確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定了，不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。1．2汽車自動巡航控制技術(shù)為了使汽車巡航控制系統(tǒng)達(dá)到車速控制的要求，在單片機(jī)實時控制系統(tǒng)總體方案確定后，控制方案的選擇非常關(guān)鍵，目前用于汽車巡航控制的控制方案主要有PID控制、模糊控制、迭代學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制等，它們都有各自的特點。 1．PID控制PID控制，即比例一積分一微分控制，根據(jù)實際車速與設(shè)定車速的偏差，實現(xiàn)汽車不變參數(shù)的巡航控制。在汽車行駛過程中，駕駛員設(shè)定一個車速給控制器，同時車速傳感器測得的實際車速也輸入控制器，產(chǎn)生實際車速和設(shè)定車速的偏差(設(shè)為△v)，控制器的比例部分根據(jù)偏差的大小輸出相應(yīng)的控制量，以控制節(jié)氣門的開度，使車速迅速趨近設(shè)定車速?？紤]到偏差一直存在，控制器的積分部分就把偏差積累起來加大控制量，以消滅偏差，使車速保持恒定，而微分部分則起預(yù)估作用。當(dāng)△v0時，表示偏差在加大，就及時增加控制量，使△v減?。划?dāng)△v0時，表示偏差在減小，則減小控制量，以避免△v趨近于零時，又向反方向發(fā)展而引起振蕩。PID控制具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)整定方便的優(yōu)點，在許多場合下都能獲得令人滿意的控制效果。但是由于被控對象的特性比較復(fù)雜，具有非線性或時變的過程，應(yīng)用常規(guī)PID控制，若參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，會使系統(tǒng)不停地振蕩，控制效果不甚理想。有關(guān)PID的算法將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹。2．模糊控制模糊控制是一種模仿人工控制活動中人腦的控制策略，運用模糊數(shù)學(xué)把人工控制策略用計算機(jī)實現(xiàn)，它是近幾年發(fā)展起來的一種新型的汽車巡航控制技術(shù)。司機(jī)對汽車的控制，從本質(zhì)上來說是一個模糊控制的過程。駕駛員駕駛汽車時，根據(jù)目標(biāo)車速與實際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗，決定加速踏板的變化量，從而使汽車趨近于目標(biāo)車速。模仿這一過程的模糊控制原理框圖如圖8—2所示。用于汽車巡航控制的模糊控制器的輸入量一般可選擇設(shè)定車速與實際車速的偏差以及偏差的變化率。模糊控制不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對系統(tǒng)的參數(shù)變化不敏感，其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定是一項費力的工作，而且系統(tǒng)一旦確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定而不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。汽車自動巡航控制系統(tǒng)(下) 3．迭代學(xué)習(xí)控制因為汽車巡航行駛中存在著嚴(yán)重的非線性和不確定性，特別是巡航控制參數(shù)在不同車速下其值是不確定的，并且運動載體對控制的實時性要求較高，所以有人將迭代學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到了汽車巡航控制系統(tǒng)中?；诘鷮W(xué)習(xí)技術(shù)的汽車巡航控制原理如圖83所示。利用實際車速與設(shè)定車速的偏差，通過多次的迭代計算得出一個修正量，進(jìn)一步修正控制器輸出的控制量，從
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