车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计

车辆自适应巡航控制系统(ACC)设计与分析65090617付裕一、引言ACC系统全称就是自适应巡航控制系统，它是一种智能化的行车自动控制系统，它是在早已存在的定速巡航控制技术的基础上发展而来的。在行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器会持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前面的车之间的距离过小时（这可以在车内设定距离），ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，同时车内音响会发出警报声音提醒走神的驾驶员注意，它能有效的防止追尾这类事故的发生。本文将通过连续系统设计与分析的知识对ACC系统进行分析。二、研究对象工作过程和要求描述1.控制原理：电控单元有两个输入信号，当测出的实际车速高于或低于驾驶员调定的车速时，电控单元将这两种信号进行比较，得出两信号之差，即误差信号，再经放大、处理后成为油门控制信号，送至油门执行器，驱动油门执行器动作，调节发动机油门开度，以修正两输入车速信号的误差，从而使实际车速很快恢复到驾驶员设定的车速，并保持恒定。2.系统框图如下：三、被控对象的数学模型建立m——汽车质量g——重力加速度f——滚动阻力系数C——空气阻力系数A——等效迎风面积r——轮胎半径gi——变速器速比di——主减速器速比η——传动效率当获取了自适应巡航状态下的速度控制目标ad后，整车期望转矩四、控制系统的控制器模型设计经查询资料可知发动机工作模式下的传递函数如下综合查询的数据与发动机、变速箱、节气门控制器等传递函数可得，ACC系统的传递函数如下五、MATLAB仿真结果单位阶跃响应：伯德图根轨迹图六、控制系统性能分析1、稳态性能分析1）稳态误差分析位置误差系数：2.143)(lim0sGKsp故稳态误差为：007.01pssKe，故此系统具有良好稳态性能。2）根轨迹分析由开环传递函数可知被控对象极点为：150,10,10321PPP,零点为无穷远处。且当开环增益从零变到无穷过程中到达某一特定值时，根轨迹可能会穿越虚轴进入右半s平面，因此该系统对部分开环增益值是稳定的。2、动态性能分析系统稳态值：3.140)(C;上升时间：str1427.0；峰值时间：stp3.0；二、结论综上所述，本控制系统设计各项性能指标良好，实现准确在固定加速度内并且平稳的调节控制车速数值，能做到不急加速，不抱死刹车，使车速保持尽量恒定状态。