【正文】 也隨路面的情況、輪胎形狀、溫度、氣壓、行車(chē)速度等變化而隨機(jī)地變化，風(fēng)阻與車(chē)速的二次方成正比，由于汽車(chē)行駛過(guò)程中風(fēng)速的大小和方向不斷變化，并且車(chē)速越大，風(fēng)阻也越大，巡航行駛時(shí)風(fēng)阻便是一個(gè)不能忽略的因素，再如上發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與節(jié)氣門(mén)的關(guān)系非常復(fù)雜，決定了巡航控制的實(shí)現(xiàn)是非常復(fù)雜的。 1． 4 汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)的工作環(huán)境 人們知道，汽車(chē)的行駛是在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力以后，借助于地面對(duì)車(chē)輪的反作用力行駛的。駕駛員可以完全從煩瑣的駕駛操作中解放出來(lái)； 3)隨著近幾年智能公路概念的提出以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，未來(lái)的 ACCS將同其他的汽車(chē)電控系統(tǒng)相互融合，形成智能汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，駕駛這 種汽車(chē)只需在顯示器中指明所要到達(dá)的目的地，汽車(chē)就會(huì)在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下，借助公路兩旁的電子標(biāo)志牌無(wú)需人為參與就可安全駛達(dá)目的地，實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)駕駛功能?，F(xiàn)在對(duì) ACCS 的研制和開(kāi)發(fā)主要 是針對(duì)在高速公路上高速行駛的車(chē)輛，而不適用于城市中低速、高車(chē)流密度情況下使用，走?？刂普?ACCS 針對(duì)車(chē)速低、車(chē)距近的行駛情況所做的功能擴(kuò)展，這要求 ACCS 具有更好的近距離探測(cè)能力，更快的信號(hào)處理功能，更迅速的系統(tǒng)響應(yīng)，同時(shí)還向 ACCS 提出了增加車(chē)輛的自動(dòng)起步功能。 ACCS 有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)： 1)集成化有助于降低成本，增強(qiáng)各系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，充分利用各種車(chē)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(jié)合在一起，按照 ACCS 的發(fā)展方向，它還會(huì)同主動(dòng)后輪系統(tǒng) (Active Rear Steer System， ARS)、牽引力控制系統(tǒng) (ASR)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器等各種電控系統(tǒng)集成起來(lái)。當(dāng) ACCS 將汽車(chē)減速至理想的目標(biāo)值之后采用跟隨控制，與前方車(chē)輛以相同的速度行駛。 當(dāng)汽車(chē)前方無(wú)行駛車(chē)輛時(shí)，汽車(chē)將處于普通的巡航行駛狀態(tài)。具體地說(shuō)，它是將汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)和車(chē)輛前向撞擊報(bào)警系統(tǒng) (FOrward Collision Warning System， FCWS)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既有自動(dòng)巡航功能，又有防止前向撞擊功能，駕駛員可通過(guò)設(shè)置在儀表盤(pán)上的人機(jī)交互界面啟動(dòng)或清除 ACCS。 但是若使該系統(tǒng)步人普通家用轎車(chē)家族，還存在著一些問(wèn)題，即雖然系統(tǒng)多用模塊控制，但造價(jià)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(shù)水平。 1． 3 汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)自 20世紀(jì) 70年代起各大汽車(chē)廠家都爭(zhēng)相研制并裝在較高級(jí)的轎車(chē)上，到了 80 年代中末期，由于微處理器在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用和高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，使得它更加完善。 鑒于自適應(yīng)控制的上述特點(diǎn)，自適應(yīng)控制非常適合像汽車(chē)這樣的一類非線性系統(tǒng)的控制。設(shè)定車(chē)速同時(shí)加到控制器和參考模型上，由于參考模型的理想車(chē)速和實(shí)際車(chē)速不一致，產(chǎn)生偏差，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到這一偏差后，經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)整信號(hào)改變控制器參數(shù)，從而使實(shí)際車(chē)速迅速趨近于理想車(chē)速，當(dāng)偏差趨于零時(shí)，自適應(yīng)調(diào)整過(guò)程就停止，控制參數(shù)也就調(diào)整完畢。目前用于汽車(chē)巡航控制的自適應(yīng)控制主要為模型參考自適應(yīng)控制。 自適應(yīng)控制是針對(duì)具有一 定不確定性的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。但其算法復(fù)雜，計(jì)算機(jī)編程困難。 迭代學(xué)習(xí)控制可以對(duì)參數(shù)是未知的但是變化的或不變的系統(tǒng)實(shí)施有效控制?；诘鷮W(xué)習(xí)技術(shù)的汽車(chē)巡航控制原理如圖 83 所示。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 9 頁(yè) 模糊控制不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對(duì)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(xiàng)費(fèi)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(chē)輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。模仿這一過(guò)程的模糊控制原理框圖如圖 8— 2 所示。司機(jī)對(duì)汽車(chē)的控制，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一個(gè)模糊控制的過(guò)程。有關(guān) PID 的算法將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹。 PID 控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)整定方便的優(yōu)點(diǎn)，在許多場(chǎng)合下都能獲得令人滿意的控制效果?？紤]到偏差一直存在，控制器的積分部分就把偏差積累起來(lái)加大控制量，以消滅偏差，使車(chē)速保持恒定，而微分部分則起預(yù)估作用。 1． PID 控制 PID 控制，即比例一積分一微分控制，根據(jù)實(shí)際車(chē)速與設(shè)定車(chē)速的偏差，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)不變參數(shù)的巡航控制。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(chē)輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。 國(guó)內(nèi)有多所高校和科研單位從事汽車(chē)自動(dòng)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(hào)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(chē)的情況，根據(jù)目標(biāo)車(chē)速與實(shí)際車(chē)速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗(yàn)，決定加速踏板的變化量，從而使汽車(chē)車(chē)速趨近于目標(biāo)車(chē)速。該系統(tǒng)用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的真空度作為動(dòng)力，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)電結(jié)構(gòu)來(lái)穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其產(chǎn)生的真空度保持最小的變化。目前，模擬汽車(chē)恒速控制器在我國(guó)已經(jīng)投人生產(chǎn)和使用。歐洲的奔馳 (BENZ)、寶馬 (BMW)以及我國(guó)的紅旗轎車(chē)等均裝有巡航控制系統(tǒng)。例如美國(guó)別克 (BUICK)、凱迪拉克 (CADILAC)、協(xié)和 (CONCORD)、紐約人 (NEW YORKER)、克萊斯勒 (CMC)等轎車(chē)均裝用了巡航控制系統(tǒng)。綜合利用仿真、分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)人工駕駛和具有自適應(yīng)控制系統(tǒng)的汽車(chē)進(jìn)行了比較，從得到的數(shù)據(jù)和信息可以知道，具有巡航控制系統(tǒng)的汽車(chē)能對(duì)駕駛員提供重要的輔助作用，對(duì)行駛安全性提供了一 種主動(dòng)安全技術(shù)。此種巡航控制系統(tǒng)能夠很快地應(yīng)用于公路上，同時(shí)能夠保持人工操縱和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的共存。情況正常后將自動(dòng)恢復(fù)原先的車(chē)速，如果前方車(chē)輛減速， ACCS 便操縱制動(dòng)器來(lái)維持一定的車(chē)距，從而避免了汽車(chē)的追尾。這種巡航控制系統(tǒng)主要由測(cè)速裝置、轉(zhuǎn)向角傳感器、車(chē)速傳感器、制動(dòng)電子控制單元 (ECU)和發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 等組成。之后，該公司又針對(duì)暴露的問(wèn)題加以改進(jìn)，在美洲虎牌轎車(chē)上安裝了新的自動(dòng)恒速控制系統(tǒng)，并對(duì)控制節(jié)氣門(mén)與制動(dòng)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)作了改進(jìn)，微波雷達(dá)安裝在前保險(xiǎn)杠內(nèi)，通過(guò)塑料車(chē)牌照發(fā)射微波探測(cè)信號(hào)。 第三階段，從 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始，國(guó)外又開(kāi)始發(fā)展以智能化為核心的汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)和以定距離控制為主的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。對(duì)于汽車(chē)自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)可采 用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)做成專用模塊，也可在微處理器上編程來(lái)實(shí)四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )