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基于Fuzzy-PID的自动泊车车速控制系统的研究

陈政和  
【摘要】:随着经济的发展,全球汽车保有量大大增加,城市泊车位空间越来越小,而近年来因倒车引发的交通事故也越来越多,众多传统汽车难以妥善解决的问题日益凸显。被视为有效解决方案的智能汽车技术,其发展备受瞩目。作为智能驾驶技术发展的关键,自动泊车技术的研究对于提高泊车安全性意义重大。泊车过程中的车速控制是否能由系统自动控制是划分自动泊车系统全自动和半自动的唯一标准,而速度控制品质的好坏也是衡量自动泊车品质的重要考核标准之一。论文研究源于校企结合项目,对某款合资企业自主研发的城市SUV车辆的自动泊车的车速控制系统进行设计和研究。首先,设计同时用于驾驶员操纵和自动操纵的,以步进电机控制制动踏板的总成机构;建立基于简化阿克曼转向原理的转向模型并进行理论分析计算;以制动踏板的位移为输入、汽车的车速为输出对整个车辆动力学模型进行理论分析和计算。其次,对模糊控制理论进行理论分析,设计Fuzzy-PID控制器的结构以及输入和输出的隶属度函数和模糊规则,并在MATLAB上建立模糊控制器。利用MATLAB和Simulink进行联合建模仿真,对建立的Fuzzy-PID控制和PID控制下的车速控制模型进行仿真分析对比,验证了前者具有更小的超调量和更快的响应速度;建立自动泊车Simulink全模型,汽车轨迹的仿真结果验证了在车速控制下的车辆能较好的停入已有的车库内。最后将建立好的车速控制模型编译成嵌入式代码加载到飞思卡尔单片机板;完成自动泊车实验台架的搭建,通过实验台架验证制动踏板能跟随控制信号进行运动;通过实车实验验证车速控制系统的建模的正确性和该控制下汽车车速的稳定性。实车实验验证了该速度控制系统可以达到自动泊车的车速控制要求。


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