資源描述：
《基于MPC的自主車輛協(xié)同控制研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于MPC的自主車輛協(xié)同控制研究作者姓名陳奕峰學(xué)科專業(yè)檢測技術(shù)與自動化裝置指導(dǎo)教師劉富春所在學(xué)院自動化科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2017年10月18日AutonomousVehicleCooperativeControlResearchBasedontheMPCADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YifengChenSupervisor：Prof.FuchunLiuSouthChinaUniversityofTechnolog
2、yGuangzhou,China分類號：TP273學(xué)校代號：10561學(xué)號：201520112826華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于MPC的自主車輛協(xié)同控制研究作者姓名：陳奕峰指導(dǎo)教師姓名：劉富春職稱：副教授申請學(xué)位級別：學(xué)術(shù)型碩士學(xué)科專業(yè)名稱：檢測技術(shù)與自動化裝置研究方向：自主控制系統(tǒng)論文提交日期：2017年10月18日論文答辯日期：2017年12月8日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：張智軍委員：劉富春劉永桂摘要協(xié)同自適應(yīng)巡航控制（CACC）系統(tǒng)以自適應(yīng)巡航控制（ACC）
3、系統(tǒng)為基礎(chǔ)，引入無線通信技術(shù)進(jìn)行車間信息交互并將通信信息用于車輛控制，由此獲得比ACC系統(tǒng)更好的控制效果，大大提高了自主駕駛的安全性與舒適性。由于自主車輛行駛過程中模型不確定性很大，又受到了環(huán)境等許多約束條件的限制，傳統(tǒng)的控制算法往往難以達(dá)到協(xié)同巡航系統(tǒng)的控制要求，因此，本文根據(jù)模型預(yù)測的原理為協(xié)同自適應(yīng)巡航系統(tǒng)進(jìn)行了算法設(shè)計，并通過數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。本文首先對自主車輛的縱向動力學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)地分析，在此基礎(chǔ)上完成了協(xié)同車輛系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型建立，并確定了自主車輛協(xié)同自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的設(shè)
4、計目的與相關(guān)約束條件。然后，基于模型預(yù)測控制（MPC）原理，對建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行模型預(yù)測控制算法的設(shè)計：通過把多約束的狀態(tài)空間系統(tǒng)模型作為預(yù)測模型，將原系統(tǒng)的求解控制輸入問題轉(zhuǎn)化為求解帶約束的二次規(guī)劃問題，并引入松弛變量軟化約束以保證優(yōu)化的可行解，將求得的解作為控制輸入應(yīng)用于CACC系統(tǒng)以達(dá)到設(shè)定的控制目標(biāo)。其次，針對自主車輛執(zhí)行器延時，利用動態(tài)矩陣控制（DMC）算法對純滯后對象的補(bǔ)償特性，對所設(shè)計的MPC算法進(jìn)行改進(jìn)，使其在考慮自主車輛執(zhí)行器時延的情況下能有效地控制CACC系統(tǒng)。最后，根據(jù)自主車輛上下位
5、分層縱向控制思想，將CARSIM中的車輛作為復(fù)雜車輛模型，并對其進(jìn)行下位控制器設(shè)計，然后將之前設(shè)計的MPC算法作為上位控制器，以CARSIM/SIMULINK聯(lián)合仿真平臺對分層控制的CACC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所設(shè)計的模型預(yù)測控制算法在復(fù)雜車輛模型上一樣有效。關(guān)鍵詞：協(xié)同自適應(yīng)巡航控制；模型預(yù)測控制；動態(tài)矩陣控制；執(zhí)行器時延；分層控制IABSTRACTTheCooperativeAdaptiveCruiseControl(CACC)systemisbasedontheadaptivecruisec
6、ontrol(ACC)system.Usingwirelesscommunicationtechnologytoexchangeinformationforvehiclecontrol,CACCsystemgreatlyimprovesthesafetyandcomfortofautonomousdriving,whichismuchbetterthantheACCsystem.Duetotheuncertaintiesoftheautonomousvehiclesmodelandtheconstrain
7、tsofdriving,thetraditionalcontrolalgorithmsareoftendifficulttomeetthecontrolrequirementsofcooperativecruisesystem.Therefore,acontrolalgorithmisproposedbasedonmodelpredictionprincipleforcooperativeadaptivecruisesystem,andtheeffectivenessofthealgorithmisver
8、ifiedbynumericalsimulation.Inthisthesis,thelongitudinaldynamicsmodelofautonomousvehiclesisanalyzedfirstly.Afterthat,thestatespacemodelofthecooperativeadaptivecruisecontrolsystemisestablished.Thecontrolobjectiveandre
