基于非線性PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛智能巡航控制系統(tǒng)研究.pdf

1、目前國內(nèi)日益發(fā)達(dá)的高速公路網(wǎng)絡(luò)帶來了交通路況的大改觀，也頻頻帶來了疲勞駕駛或駕駛員操作不當(dāng)引發(fā)的交通事故。針對這一現(xiàn)象，汽車智能電子安全技術(shù)正日益受到重視。本文以車輛縱向動力學(xué)、非線性PID控制理論及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論為基礎(chǔ)，以實現(xiàn)車輛縱向動力智能巡航控制為目標(biāo)，對車輛縱向動力學(xué)系統(tǒng)建模、非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制算法及其在車輛智能巡航控制中的應(yīng)用以及利用MATLAB/SIMULINK建立車輛縱向動力控制系統(tǒng)并進(jìn)行算法仿真等方面的研究。<

2、br>　　 本文研究了一種不依賴于被控對象的智能控制器。該控制器將PID控制器的比例、積分及微分控制模塊分別融合到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層神經(jīng)元中構(gòu)成非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器，并根據(jù)傳統(tǒng)PID控制器的參數(shù)增益變化曲線分別構(gòu)造三個表示為誤差信號的非線性函數(shù)來調(diào)整控制器的比例、積分和微分控制分量。通過在線調(diào)整三個獨立非線性函數(shù)的權(quán)值系數(shù)，使得該控制器實現(xiàn)不依賴于被控對象的智能控制。然后在機(jī)理分析的基礎(chǔ)上建立了適合控制應(yīng)用的車輛縱向動力學(xué)模型、發(fā)

3、動機(jī)及制動子系統(tǒng)模型及相應(yīng)的運動控制律。通過分析，車輛縱向運動系統(tǒng)具有復(fù)雜的非線性特性，而一般傳統(tǒng)控制器對被控對象的依賴性導(dǎo)致了控制精度達(dá)不到預(yù)期目的。本文利用非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器不依賴被控對象的優(yōu)點提出了基于非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的車輛智能巡航控制系統(tǒng)。并在汽車巡航控制應(yīng)用背景下，建立了一種能夠較好反映系統(tǒng)特性的車輛縱向運動智能控制系統(tǒng)仿真模型。駕駛員可以通過中控系統(tǒng)設(shè)置恒速和跟馳二種運動模式，車輛智能巡航控制器根據(jù)運動模式選

4、擇控制器的輸入，而控制器的輸出控制量可以觸發(fā)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度或者觸發(fā)制動系統(tǒng)，從而使巡航車輛保持設(shè)定的速度。該系統(tǒng)能有效的提升駕駛員的舒適度，減少長時間駕駛的疲勞和負(fù)擔(dān)，減少交通事故發(fā)生率。
　　 為驗證所研究非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制方法及其在車輛智能巡航系統(tǒng)的應(yīng)用，本文用MATLAB/SIMULINK實現(xiàn)了非線性PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器控制車輛縱向動力系統(tǒng)的仿真，驗證了控制方法的正確性。仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計的智能巡航