基于多传感器无人驾驶车的转向控制研究

【摘要】：无人车的发展,一方面能够非常有效的避免酒驾、疲劳驾驶等等不遵守交通法规的驾驶行为,另一方面对于它的研究,可以从很大程度上推动控制技术、人工智能技术等各前沿科学技术的进一步的发展。本文侧重的是无人驾驶车的转向方面的研究,其主要由车体部分、液压系统部分、信号部分三块组成。首先对每一部分进行理论上的分析,然后在仿真应用软件中建立其对应的模型,最后对三个部分的模型进行联合仿真。车辆的转向主要考虑其侧向力及横向运动。将车辆的模型进行简化成为二自由度的简化模型,对简化后的模型进行侧向力及横向运动分析,得出其状态方程。在ADAMS中,根据Jeep车的悬架的内倾角、后倾角等相关的参数,建立车辆的ADAMS模型。对建立好的模型进行测试,得到正确的车辆模型。液压系统对车辆的转向起到提供动力的作用。在液压系统部分,对其力平衡、连续性等进行理论上的分析,得到其传递函数。传递函数的冲击响应显示,系统存在着一定的冲击。以液压系统的理论分析作为建模指导,在AMESim的草图界面中创建了液压部分的模型。通过控制液压阀,使得转向轮转动的角度与期望的角度值一致。期望的角度值的初始信息是通过导航等设备获得的,因此选择一个适合的导航是非常的有必要的。经过对各导航的特点的阐述分析,INS/GPS是最适合无人车的导航系统。在PID调节的控制回路中,采集到转向轮的转角是首要的。对比分析了两种不同的采集方法。以AMESim作为主仿真应用平台,对无人车各部分的模型进行连接及其创建,进行联合仿真。经过大量的试验确定了最佳的PID参数。在其基础上对联合仿真的结果依据车辆理论进行分析。其差值对车辆的转向影响很小,车辆能够实现期望的转向。
【关键词】：无人驾驶车 液压系统 ADAMS AMESim 联合仿真
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U463.4