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基于模型预测控制的协同式自适应巡航控制系统 被引量:22
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作者 孙涛 夏维 李道飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期486-491,共6页
在城市交通工况中,车辆的驾驶行为对其乘坐舒适性及燃油消耗有着很大的影响。因此提出一种在包含交通灯等信息的交通工况下的协同式自适应巡航控制系统,通过减少不必要的速度保持或加速来提升性能。系统通过处理当前交通信息的数据判断... 在城市交通工况中,车辆的驾驶行为对其乘坐舒适性及燃油消耗有着很大的影响。因此提出一种在包含交通灯等信息的交通工况下的协同式自适应巡航控制系统,通过减少不必要的速度保持或加速来提升性能。系统通过处理当前交通信息的数据判断跟踪目标类别,运用模型预测控制来预测前车或车队未来状态,对不同的前方目标采用不同的权值来计算最优控制输入。通过控制车辆保持安全距离并在优化速度下行驶以实现多目标的优化。利用CarSim和Simulink联合仿真,仿真结果显示该控制系统在保证安全的前提下实现了主动的速度调节及目标的切换,在指定仿真工况中对比线性二次调节算法,加速度峰值、加速度变化率峰值及燃油消耗均有所降低,乘坐舒适性和燃油经济性得到较大提升。 展开更多
关键词 协同式自适应巡航系统 多目标优化 模型预测控制 交通信息
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自适应巡航系统硬件在环仿真精度提升研究
2
作者 宋亚伟 林智桂 《计算机仿真》 2024年第5期140-146,共7页
由于被控车辆模型精度直接影响自适应巡航系统硬件在环仿真与实车测试的吻合度,提出利用实车测试外特性数据校准被控车辆模型的方法,进而提升系统仿真精度。首先,基于自适应巡航系统架构,搭建了仿真系统。然后,根据实车测试外特性数据... 由于被控车辆模型精度直接影响自适应巡航系统硬件在环仿真与实车测试的吻合度,提出利用实车测试外特性数据校准被控车辆模型的方法,进而提升系统仿真精度。首先,基于自适应巡航系统架构,搭建了仿真系统。然后,根据实车测试外特性数据对基础车辆动力学模型和逆纵向动力学模型进行逐级校准。最后,利用校准前和校准后的模型分别进行自适应巡航系统加速行驶工况、制动减速工况和跟车行驶工况仿真,并与实车测试结果进行对比分析。结果表明,利用实测数据校准被控车辆模型的方法可以显著提升自适应巡航系统硬件在环仿真与实测数据的吻合度。 展开更多
关键词 自适应巡航系统 硬件在环 仿真精度 模型校准
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基于IDBO-RBF的自适应巡航系统轮速传感器故障诊断
3
作者 谢春丽 毛海锋 《自动化与仪表》 2024年第7期51-56,共6页
汽车自适应巡航系统发生故障,将会造成巨大的生产经济损失,甚至直接危害人身安全。该文提出一种基于改进蜣螂算法(improved dung beetle optimizer,IDBO)优化RBF神经网络的自适应巡航系统轮速传感器故障诊断方法。首先,利用Matlab建立... 汽车自适应巡航系统发生故障,将会造成巨大的生产经济损失,甚至直接危害人身安全。该文提出一种基于改进蜣螂算法(improved dung beetle optimizer,IDBO)优化RBF神经网络的自适应巡航系统轮速传感器故障诊断方法。首先,利用Matlab建立自适应巡航系统轮速传感器故障仿真模型,提取出故障诊断模型的特征参数;其次,用融合了Levy飞行和自适应权重对蜣螂算法进行优化,用优化后的算法建立IDBO-RBF故障诊断模型;最后,与传统BP和DBO-RBF模型进行对比验证,实验结果表明,IDBO-RBF模型在故障诊断精度上达到96.8%,可以有效诊断自适应巡航系统轮速传感器的故障类型。 展开更多
关键词 自适应巡航系统 蜣螂算法 RBF神经网络 故障诊断
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基于自然驾驶数据的车辆自适应巡航系统控制方法 被引量:1
4
作者 李文礼 钱洪 +1 位作者 石晓辉 李超 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期128-135,共8页
在常规的基于模型预测控制自适应巡航系统的算法中,舒适性约束均是采用固定加速度的形式,没有深入考虑不同速度下的加速度极值范围问题,这会导致在追求安全性和速度跟随性情况下,系统加速度和冲击度变化过大,从而降低了驾乘的舒适性。根... 在常规的基于模型预测控制自适应巡航系统的算法中,舒适性约束均是采用固定加速度的形式,没有深入考虑不同速度下的加速度极值范围问题,这会导致在追求安全性和速度跟随性情况下,系统加速度和冲击度变化过大,从而降低了驾乘的舒适性。根据NGSIM自然驾驶数据集所得到了车辆的速度-加速度关系,并以此作为加速度的约束目标,将常规模型预测控制的定约束改为随速度变化的变约束,从而达到根据自然驾驶数据提高跟车舒适性的目的,并通过仿真试验验证了该方法的合理性。研究结果表明:该方法可使ACC系统在保证安全跟车和速度跟随的同时,使得加速度和冲击度波动变小;最大冲击度相比定加速度约束的模型预测控制减小了14.96%,可有效改善ACC系统的舒适性。 展开更多
关键词 车辆工程 自适应巡航系统 模型预测控制 变加速度约束 NGSIM 舒适性
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轮毂电动机驱动电动汽车自适应巡航系统控制策略
5
作者 李胜琴 冯秋实 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第2期125-132,共8页
以轮毂电动机驱动电动汽车为研究对象,采用分层控制策略提出自适应巡航系统,结合上层模型预测控制器与下层PID(proportion integral differential)控制器,针对复杂的纵向跟随工况,对轮毂电动机输出的驱动力矩进行精确控制.提出基于前车... 以轮毂电动机驱动电动汽车为研究对象,采用分层控制策略提出自适应巡航系统,结合上层模型预测控制器与下层PID(proportion integral differential)控制器,针对复杂的纵向跟随工况,对轮毂电动机输出的驱动力矩进行精确控制.提出基于前车加速度的可变车头时距策略,利用模型预测控制算法(model predictive control,MPC)求解本车期望加速度的上层控制器,利用PID算法求解整车前后轴驱动力矩,并输入到轮毂电动机的下层控制器,实现前后轮驱动力矩分配,最终实现车辆纵向自适应巡航.建立联合仿真模型,针对匀速前进、紧急制动、城市循环工况等场景,对所提出的自适应巡航分层控制策略进行验证,结果表明:所提出的自适应巡航系统控制策略针对纵向复杂行驶工况的跟驰效果良好,跟驰过程中车间距误差较小,加速度变化与电动机驱动转矩变化可以较好地进行同步与响应. 展开更多
关键词 电动汽车 自适应巡航系统 模型预测控制 PID控制 轮毂电动机 驱动转矩
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改进前车状态预测的自适应巡航控制策略
6
作者 安婷玉 陈婷 +2 位作者 高涛 李浩 涂辉招 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1579-1587,共9页
针对自适应巡航控制(ACC)系统中前车运动状态不确定性造成的模型失配和性能下降问题,提出一种改进前车状态预测的自适应巡航控制策略。首先,基于前车的历史速度和加速度信息利用时间卷积网络预测前车的未来加速度轨迹,然后将预测加速度... 针对自适应巡航控制(ACC)系统中前车运动状态不确定性造成的模型失配和性能下降问题,提出一种改进前车状态预测的自适应巡航控制策略。首先,基于前车的历史速度和加速度信息利用时间卷积网络预测前车的未来加速度轨迹,然后将预测加速度作为扰动构建自适应巡航系统的预测控制模型,最后在Matlab—Carsim联合仿真平台进行仿真实验。实验结果显示,时间卷积网络能够对车辆加速度取得较好的预测效果,且相对于传统MPC改进方法能够减小速度跟踪误差,并提高跟驰车辆对前车速度变化的响应速度。 展开更多
关键词 自适应巡航控制系统 模型预测控制 时间卷积网络 加速度轨迹预测
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协同式自适应巡航技术发展现状及趋势 被引量:6
7
作者 秦晓辉 谢伯元 《现代电信科技》 2014年第3期1-7,共7页
研究了CACC的车车通讯技术、队列稳定性及安全性控制技术、节能及交通效率提升技术的发展现状和存在的问题,指出了其发展趋势,为国内相关技术的发展提供参考。
关键词 协同式自适应巡航控制 车车通信 队列稳定性 节能 交通效率
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智能车辆自适应巡航控制策略研究
8
作者 王勤伟 肖文龙 +3 位作者 邹晓宇 张宇龙 崔凯晨 周恒恒 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第3期8-13,共6页
为满足车辆自适应巡航安全性要求,提出了一种分层式自适应巡航控制策略。首先将车辆行驶模式分为定速巡航与跟车巡航两种,并设计控制模式切换策略,针对不同模式,分别建立基于PID控制和基于可变车头时距的安全车间距策略与最优控制的控... 为满足车辆自适应巡航安全性要求,提出了一种分层式自适应巡航控制策略。首先将车辆行驶模式分为定速巡航与跟车巡航两种,并设计控制模式切换策略,针对不同模式,分别建立基于PID控制和基于可变车头时距的安全车间距策略与最优控制的控制器模型,获得期望加速度;然后建立下层制动/节气门开度切换模型及其逆模型,得到车辆期望的节气门开度和制动压力,实现对车辆的控制;最后基于CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台进行测试。结果显示,所设计的安全车间距策略和控制策略能够保证巡航稳定性及安全性。 展开更多
关键词 自适应巡航控制系统 间距策略 分层控制 联合仿真
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考虑城市交通环境的多模式自适应巡航控制策略
9
作者 邓高攀 程前 《机械制造与自动化》 2024年第4期276-280,共5页
为了适应城市交通环境,提出多模式自适应巡航控制策略。在上层控制器中,设计恒速巡航、稳态跟随、接近/变道、强加速、强减速和避免碰撞6种模式策略;下层控制器采用PID控制结合查找表方法,设计油门控制器与制动控制器之间的过渡区。仿... 为了适应城市交通环境,提出多模式自适应巡航控制策略。在上层控制器中,设计恒速巡航、稳态跟随、接近/变道、强加速、强减速和避免碰撞6种模式策略;下层控制器采用PID控制结合查找表方法,设计油门控制器与制动控制器之间的过渡区。仿真结果表明:上层控制器能够在复杂工况下选择合适的行车模式,下层控制器能够满足下坡/上坡加速度控制的预期要求,符合车辆驱动系统特性,可以应用于实车驾驶辅助系统,提高车辆的行驶安全性。 展开更多
关键词 高级驾驶辅助系统 自适应巡航控制 多模式设计 城市交通
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面向自适应巡航控制的数字孪生仿真系统研究
10
作者 许欣 许斌 张妍 《信息与电脑》 2023年第24期117-119,共3页
针对传统仿真方法在测试内容、效率和成本等方面的挑战,提出面向自适应巡航控制的数字孪生仿真系统(Adaptive Cruise Control Twin Simulation System,ACC-TwinSim)。采用CarSim和MATLAB的Simulink工具,构建了自适应巡航控制的虚拟仿真... 针对传统仿真方法在测试内容、效率和成本等方面的挑战,提出面向自适应巡航控制的数字孪生仿真系统(Adaptive Cruise Control Twin Simulation System,ACC-TwinSim)。采用CarSim和MATLAB的Simulink工具,构建了自适应巡航控制的虚拟仿真场景,同时利用数字孪生技术实时模拟和监控物理系统,通过rtamt库验证自适应巡航控制仿真系统的行为规范,提高了测试的效率和实验的可靠性。 展开更多
关键词 自适应巡航控制 仿真系统 CARSIM SIMULINK 数字孪生
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基于深度强化学习的协同式自适应巡航控制 被引量:8
11
作者 王文飒 梁军 +3 位作者 陈龙 陈小波 朱宁 华国栋 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2019年第3期93-100,共8页
针对传统的协同式自适应巡航控制的算法响应慢、无法快速准确地对突发危险路况做出反应的问题,设计了基于深度强化学习的协同式自适应巡航控制框架,提出了双经验池和优化评价的深度确定性策略梯度算法。在传统算法基础上新建了2个包含... 针对传统的协同式自适应巡航控制的算法响应慢、无法快速准确地对突发危险路况做出反应的问题,设计了基于深度强化学习的协同式自适应巡航控制框架,提出了双经验池和优化评价的深度确定性策略梯度算法。在传统算法基础上新建了2个包含车辆状态信息的经验池(优先价值经验池和撒普列经验池),训练数据样本分别从2个经验池按比例选取;critic评价模块采用多维向量对输出的踏板开度策略精确评价。结果表明,该算法在正常行驶工况和突发危险工况下:平均跟车间距误差分别下降1.8m和1.5m,跟车调节时间分别降低30%和25%,可以提升控制的准确性和系统紧急反应能力。 展开更多
关键词 智能驾驶 自动控制 协同式自适应巡航控制 深度强化学习 深度确定性策略梯度
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基于数理统计的自适应巡航评价方法
12
作者 魏文明 刘伟平 +2 位作者 王军宁 郭川川 胡国春 《汽车零部件》 2024年第4期24-28,共5页
自适应巡航(ACC)作为先进驾驶辅助系统(ADAS)中的一种基础功能,已成为智能网联汽车的标配功能。为了确保ACC的安全性和可靠性,对于ACC的测试评价是十分必要的。为更加有效地对ACC进行测试,本文提出了一种基于数理统计的ACC测试评价方法... 自适应巡航(ACC)作为先进驾驶辅助系统(ADAS)中的一种基础功能,已成为智能网联汽车的标配功能。为了确保ACC的安全性和可靠性,对于ACC的测试评价是十分必要的。为更加有效地对ACC进行测试,本文提出了一种基于数理统计的ACC测试评价方法,并使用蔚来ES6进行了测试验证。本文选取了跟车起步、静止目标识别、目标切入识别、目标切出释放、追近低速目标及目标车减速6个场景进行测试,测试数据采用统计学方法进行分析,结果表明本文所提出的方法是可行的,且可有效地评价ACC系统性能的一致性和边界。 展开更多
关键词 先进驾驶辅助系统 自适应巡航 数理统计 测试评价
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基于DMPC的智能汽车协同式自适应巡航控制 被引量:7
13
作者 鲁若宇 胡杰 +2 位作者 陈瑞楠 徐文才 曹恺 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1177-1186,共10页
本文中针对单向通信拓扑的非线性车辆队列协同式自适应巡航(CACC)控制问题,提出一种保证队列稳定且满足队列各车跟随性、安全性和乘员舒适性的分布式模型预测控制(DMPC)策略。首先建立了车辆队列的动力学模型和通信拓扑结构模型,并基于... 本文中针对单向通信拓扑的非线性车辆队列协同式自适应巡航(CACC)控制问题,提出一种保证队列稳定且满足队列各车跟随性、安全性和乘员舒适性的分布式模型预测控制(DMPC)策略。首先建立了车辆队列的动力学模型和通信拓扑结构模型,并基于队列系统的多项优化性能设计代价函数和系统约束,使队列中每一辆跟随车基于其接收到的有限信息求解一个开环局部最优问题,计算出当前时刻的最优控制量作为输入并不断重复这个过程,达到滚动优化的目的,实现车辆队列的协同式自适应巡航控制。其次通过CACC系统局部代价函数之和构建Lyapunov候选函数,证明了车辆队列系统渐进稳定性的充分条件。最后通过CarSim和Simulink联合仿真,分析了算法在理想状态下对不同形式单向通信拓扑车辆队列的控制性能;通过实车试验,验证了算法在实车条件下感知层存在抖动、底层控制存在延迟和误差时的控制性能。仿真和实车试验的结果表明,本文提出的控制策略能使队列车辆实现各项优化性能,同时对外部干扰有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 智能汽车 分布式模型预测控制 协同式自适应巡航 多目标优化
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智能化汽车自适应巡航系统标定原理浅析
14
作者 冯宇东 《大众汽车》 2023年第9期7-9,共3页
自适应巡航系统(简称ACC)也可称为主动巡航,是一种智能化的自动控制系统,自适应巡航系统可代替司机控制车速,避免了频繁取消和设置巡航控制,使巡航系统适合于各种路况,驾驶人员可以将脚从踏板上移开,能降低长途驾驶带来的疲劳感。文章... 自适应巡航系统(简称ACC)也可称为主动巡航,是一种智能化的自动控制系统,自适应巡航系统可代替司机控制车速,避免了频繁取消和设置巡航控制,使巡航系统适合于各种路况,驾驶人员可以将脚从踏板上移开,能降低长途驾驶带来的疲劳感。文章就智能化汽车自适应巡航系统标定原理进行了相关的阐述和分析。 展开更多
关键词 自适应巡航系统 智能汽车 标定原理
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基于智能网联汽车的自适应巡航系统动力学模型研究
15
作者 马可 《专用汽车》 2023年第7期31-34,共4页
自适应巡航系统的研究分为直接控制研究和分层控制研究,自适应巡航系统需同时兼顾汽车动力性、经济性及安全性等多个性能指标,分层控制由于具有功能集中及控制方法明确的优点,大多采用分层控制;研究自适应巡航系统的工作过程,首先应建... 自适应巡航系统的研究分为直接控制研究和分层控制研究,自适应巡航系统需同时兼顾汽车动力性、经济性及安全性等多个性能指标,分层控制由于具有功能集中及控制方法明确的优点,大多采用分层控制;研究自适应巡航系统的工作过程,首先应建立精确的整车数学模型,本文采用分层控制,上层控制得到车辆期望加速度,下层控制依据上层控制目标参数,决策出期望节气门开度和期望制动力值;同时采用Simlink建模仿真的方法,验证搭建的整车数学模型较接近实车动力学模型。 展开更多
关键词 智能网联汽车 自适应巡航系统 分层式控制 动力学模型
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协同自适应巡航控制系统跟车算法设计 被引量:6
16
作者 邓国红 张熏 +1 位作者 宋红松 谢川人 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2019年第12期32-37,共6页
针对协同自适应巡航控制系统,采用基于模型预测控制原理的一种鲁棒跟车控制算法。考虑头车位置、速度、加速度等信息建立带有头车加速度干扰的车间纵向动力学模型。考虑跟车过程中的舒适性和安全性,建立了带有误差修正项的模型预测控制... 针对协同自适应巡航控制系统,采用基于模型预测控制原理的一种鲁棒跟车控制算法。考虑头车位置、速度、加速度等信息建立带有头车加速度干扰的车间纵向动力学模型。考虑跟车过程中的舒适性和安全性,建立了带有误差修正项的模型预测控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。从Carsim/Simulink联合仿真可以看出:跟随车辆与前车的车间距始终大于最小安全距离,同时跟随车辆的加速度峰值比头车小,且变化趋势也更为平缓。在达到协同自适应巡航控制系统目的的同时,满足了安全性和舒适性的要求。 展开更多
关键词 协同自适应巡航控制系统 多目标优化 模型预测控制
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基于LSTM改进的Q-learning协同式自适应巡航控制算法 被引量:1
17
作者 吴金 《长春工程学院学报(自然科学版)》 2020年第4期65-70,共6页
针对基于传统Q-learning的汽车协同式自适应巡航算法加减速的控制不够线性的问题,且为了进一步提高动作选择的准确性,提出一种基于LSTM改进的Q-learning控制算法。算法在Q-learning的动作选择阶段引入LSTM模型,通过输入汽车当前状态对... 针对基于传统Q-learning的汽车协同式自适应巡航算法加减速的控制不够线性的问题,且为了进一步提高动作选择的准确性,提出一种基于LSTM改进的Q-learning控制算法。算法在Q-learning的动作选择阶段引入LSTM模型,通过输入汽车当前状态对加减速动作进行预测,能够提高Q-learning算法的控制精度,对汽车的运动控制更加稳定。通过仿真实验模拟了汽车在匀速和加减速工况下的运动控制效果,实验结果表明,提出的算法与传统Q-learning和Deep Q-learning算法相比,跟车速度和跟车距离的平均误差和平均标准差明显更小,速度控制曲线更加平滑。 展开更多
关键词 协同式自适应巡航控制 LSTM算法 多层感知机 自动控制
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智能车辆自适应巡航控制系统建模与仿真 被引量:25
18
作者 李以农 冀杰 +1 位作者 郑玲 赵树恩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1374-1381,共8页
为实现智能车辆的自适应巡航功能,基于模糊逻辑和滑模控制理论设计了具有上下两层结构的自适应巡航控制系统。通过对节气门开度和制动压力进行协调控制,使智能车辆能准确跟踪期望加速度。同时,构建了用于保证该系统控制协调性的切换逻... 为实现智能车辆的自适应巡航功能,基于模糊逻辑和滑模控制理论设计了具有上下两层结构的自适应巡航控制系统。通过对节气门开度和制动压力进行协调控制,使智能车辆能准确跟踪期望加速度。同时,构建了用于保证该系统控制协调性的切换逻辑曲线。仿真结果表明,自适应巡航控制系统能够使智能车辆在加速行驶、车辆跟踪和制动减速等行驶工况下保持良好的跟踪性和适应性。 展开更多
关键词 动力传动系统 自适应巡航控制 滑模控制 模糊逻辑
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自适应巡航控制系统的建模与联合仿真 被引量:33
19
作者 李朋 魏民祥 侯晓利 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期622-626,共5页
采用Carsim与Simulink建立了一种车辆纵向动力学模型;然后基于最优控制和PID控制,设计了具有上、下两层结构的自适应巡航控制系统;最后对典型的自适应巡航工况进行联合仿真。结果表明,所设计的自适应巡航控制系统能使自车在保持一定车... 采用Carsim与Simulink建立了一种车辆纵向动力学模型;然后基于最优控制和PID控制,设计了具有上、下两层结构的自适应巡航控制系统;最后对典型的自适应巡航工况进行联合仿真。结果表明,所设计的自适应巡航控制系统能使自车在保持一定车距的前提下较好地跟踪前车速度变化,并对前车的紧急制动有较好的响应。 展开更多
关键词 自适应巡航控制系统 纵向动力学模型 最优控制 PID控制 联合仿真
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车辆自适应巡航控制系统的建模与分层控制 被引量:28
20
作者 张亮修 吴光强 郭晓晓 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期547-553,共7页
为改善车辆自适应巡航控制(ACC)系统的功能,本文中研究一种ACC系统建模和分层控制方法。首先建立考虑纵向、侧向和垂向耦合特性的14自由度整车模型,并根据电子节气门和制动器的实际物理特性建立能准确跟踪期望输入的执行器模型。接着建... 为改善车辆自适应巡航控制(ACC)系统的功能,本文中研究一种ACC系统建模和分层控制方法。首先建立考虑纵向、侧向和垂向耦合特性的14自由度整车模型,并根据电子节气门和制动器的实际物理特性建立能准确跟踪期望输入的执行器模型。接着建立包含驱动/制动切换逻辑、发动机逆模型和制动器逆模型的车辆逆动力学模型。最后针对ACC系统的功能需求,应用模型匹配控制理论设计能适应不同工况的鲁棒下层控制器,而上层控制器则通过线性二次最优控制理论获得综合考虑车距、相对速度和自车加速度的期望跟车加速度。仿真结果表明,该ACC系统能使车辆在加速行驶、稳态跟车和制动减速等行驶工况下保持良好的跟踪性和自适应性。 展开更多
关键词 自适应巡航系统 整车动力学建模 分层控制 鲁棒控制 线性二次最优控制
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