自动巡航系统控制原理及故障诊断毕业设计(论文)(编辑修改稿)

自动巡航系统控制原理及故障诊断毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

所以有人将迭代学习算法应用到了汽车巡航控制系统中。 基于迭代学习技术的汽车巡航控制原理如图 83 所示。 利用实际车速与设定车速的偏差，通过多次的迭代计算得出一个修正量，进一步修正控制器输出的控制量，从而使实际车速更趋近于设定车速。 迭代学习控制可以对参数是未知的但是变化的或不变的系统实施有效控制。 相对于其他控制技术，迭代学习控制的适应性更广，实时性更强。 但其算法复杂，计算机编程困难。 4．自适应控制 由于汽车自动巡航控制系统是一个本质非线性系统，并且汽车在行驶过程中受到路面坡度、空气阻力等外界干扰，因而基于时不变系统得到的控制方法就难以在各种工况下取得良好的效果，解决的办法是加入自适应环节，其控制方法能随各种因素的变化而实时地加以调整，以适应复杂多变的行驶工况。 自适应控制是针对具有一 定不确定性的系统而设计的。 自适应控制方法可以自动监测系统的参数变化，从而时刻保持系统的性能指标为最优。 目前用于汽车巡航控制的自适应控制主要为模型参考自适应控制。 基于自适应控制的汽车巡航控制原理如图 84 所四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 10 页 示。 设定车速同时加到控制器和参考模型上，由于参考模型的理想车速和实际车速不一致，产生偏差，自适应机构检测到这一偏差后，经过一定的运算，产生适当的调整信号改变控制器参数，从而使实际车速迅速趋近于理想车速，当偏差趋于零时，自适应调整过程就停止，控制参数也就调整完毕。 当汽车在行驶过程中遇到上下坡或是由于风力而使车 速发生变化时，系统也如上述过程一样，对控制器参数进行调整。 鉴于自适应控制的上述特点，自适应控制非常适合像汽车这样的一类非线性系统的控制。 在控制过程中，系统能够自动调整控制参数，使得控制效果更好。 1． 3 汽车自动巡航控制系统的发展趋势 汽车自动巡航控制系统自 20世纪 70年代起各大汽车厂家都争相研制并装在较高级的轿车上，到了 80 年代中末期，由于微处理器在汽车上的广泛应用和高速公路建设的迅速发展，使得它更加完善。 到 20 世纪末起以及目前展出的 21 世纪汽车，该系统真可谓日臻完善，系统电路集成化水平提高，控制模块体积精巧，多路传输系统日渐成熟，自检系统更准确有效。 但是若使该系统步人普通家用轿车家族，还存在着一些问题，即虽然系统多用模块控制，但造价昂贵；限速太高，一般系统都必须在 40km／ h 以上才起作用；检修虽方便，但需较高的技术水平。 随着汽车技术和现代公路交通的迅速发展，下 一代的智能交通系统即将出现，其中汽车自动巡航控制系统将发展为自适应巡航控制系统，进一步采用集中微处理器控制，四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 11 页 降低系统的成本。 具体地说，它是将汽车自动巡航控制系统和车辆前向撞击报警系统 (FOrward Collision Warning System， FCWS)有机地结合起来，既有自动巡航功能，又有防止前向撞击功能，驾驶员可通过设置在仪表盘上的人机交互界面启动或清除 ACCS。 启动 ACCS 时，要设定汽车在巡航状态下的车速和与前方车辆间的安全距离，否则 ACCS 将自动设置为默认值，但所设定的安全距离不可小于设定车速下交通法规所规定的安全距离。 当汽车前方无行驶车辆时，汽车将处于普通的巡航行驶状态。 ACCS 按照设定的行驶车速对汽车进行匀速控制，当汽车前方有车辆行驶，且前方车辆的行驶速度小于汽车的行驶速度时， ACCS 将控制汽车进行减速，确保两车间的距离为所设定的安全距离。 当 ACCS 将汽车减速至理想的目标值之后采用跟随控制，与前方车辆以相同的速度行驶。 当前方车辆发生移线，或汽车移线行驶使得汽车前方又无行驶车辆时， ACCS 将对主车进行加速控制，使其恢复至设定的行驶速度，在 恢复行驶速度后， ACCS 又转入对该汽车的匀速控制，当驾驶员参与汽车驾驶后 ACCS 将自动退出对汽车的控制。 ACCS 有以下几个发展趋势： 1)集成化有助于降低成本，增强各系统间的内在联系，充分利用各种车辆信息，从而提高系统的稳定性和可靠性， ACCs 在发展之初就与巡航控制系统 (CCS)结合在一起，按照 ACCS 的发展方向，它还会同主动后轮系统 (Active Rear Steer System， ARS)、牵引力控制系统 (ASR)以及发动机控制器等各种电控系统集成起来。 2)走停控制。 现在对 ACCS 的研制和开发主要 是针对在高速公路上高速行驶的车辆，而不适用于城市中低速、高车流密度情况下使用，走停控制正是 ACCS 针对车速低、车距近的行驶情况所做的功能扩展，这要求 ACCS 具有更好的近距离探测能力，更快的信号处理功能，更迅速的系统响应，同时还向 ACCS 提出了增加车辆的自动起步功能。 这样即使在堵车情况下也无须驾驶员参与，只需操纵车辆的转向即可。 驾驶员可以完全从烦琐的驾驶操作中解放出来； 3)随着近几年智能公路概念的提出以及卫星导航系统的开发与应用，未来的 ACCS将同其他的汽车电控系统相互融合，形成智能汽车电子控制系统，驾驶这 种汽车只需在显示器中指明所要到达的目的地，汽车就会在卫星导航系统的指引下，借助公路两旁的电子标志牌无需人为参与就可安全驶达目的地，实现完全的自动驾驶功能。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 12 页 4)通过采用 CAN 总线技术，可实现信号资源的共享，减少硬件开支，提高系统的灵活性。 1． 4 汽车自动巡航控制系统的工作环境 人们知道，汽车的行驶是在发动机产生动力以后，借助于地面对车轮的反作用力行驶的。 车速的变化情况非常复杂，会受到路面滚动阻力，汽车行驶时风的阻力，以及道路坡度等时变因素的影响而变化，而且也受到发动机工况、负荷情况等的影响。 坡道的阻力 是随着道路坡度大小而变化的，即使在高速公路上也不可能避免爬坡或下坡行驶，车重越大时，坡道的阻力就越大，下坡时的惯性力也就越大，而路面的滚动阻力系数也随路面的情况、轮胎形状、温度、气压、行车速度等变化而随机地变化，风阻与车速的二次方成正比，由于汽车行驶过程中风速的大小和方向不断变化，并且车速越大，风阻也越大，巡航行驶时风阻便是一个不能忽略的因素，再如上发动机输出转矩与节气门的关系非常复杂，决定了巡航控制的实现是非常复杂的。 不但如此，由于巡航控制系统是工作在汽车上，而使用汽车的自然环境地区条件是千差万别的，有 时两地的条件差异特别大，所以又必须考虑一下巡航的特殊工作环。