自動(dòng)巡航系統(tǒng)控制原理及故障診斷畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文).doc

四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第23頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)模板題目：自動(dòng)巡航系統(tǒng)控制原理及故障診斷 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日第一章概述1.1國(guó)內(nèi)外汽車自動(dòng)巡航技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們對(duì)汽車行駛安全性、舒適性的要求越來(lái)越高。為了滿足人們的需求，汽車電子化程度也越來(lái)越高，特別是微處理器進(jìn)入汽車控制領(lǐng)域后，給汽車發(fā)展帶來(lái)了劃時(shí)代的變化，汽車的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性及尾氣的排放都得到了大幅改善。隨著汽車工業(yè)和公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，以及非專業(yè)司機(jī)的不斷增加，車輛駕駛的自動(dòng)化己成為汽車發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。人們需要更加舒適、簡(jiǎn)便和安全的交通工具，以適應(yīng)快速的生活節(jié)奏，因此對(duì)汽車智能化的要求更加迫切，汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)可以有效地減輕長(zhǎng)途駕駛的疲勞，是提高舒適性和趣味性的重要方法之一汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)(autonomous cruise control system，accs)是當(dāng)汽車在高速公路上行駛時(shí)，駕駛員即使不踏加速踏板，汽車仍可以按駕駛員所希望的車速自動(dòng)保持行駛功能。汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員設(shè)定的目標(biāo)車速和車輛行駛阻力的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開(kāi)度，以使車輛達(dá)到按目標(biāo)車速自動(dòng)行駛的目的。汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)除了維持車輛按駕駛員所希望的車速行駛外，還具備加速、減速和恢復(fù)的功能。在汽車自動(dòng)巡航控制狀態(tài)下，如果踏下制動(dòng)踏板或操縱巡航控制取消開(kāi)關(guān)，則可自動(dòng)解除巡航功能，如果重新按下恢復(fù)開(kāi)關(guān)，則恢復(fù)解除前的固定的車速。在巡航控制期間，隨著道路坡度的變化以及汽車行駛所可能遇到的阻力，車輛自動(dòng)變換節(jié)氣門開(kāi)度或自動(dòng)進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換，以按存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性規(guī)律或動(dòng)力性規(guī)律穩(wěn)定行駛。運(yùn)用該系統(tǒng)可以減輕駕駛員因長(zhǎng)時(shí)間控制節(jié)氣門而產(chǎn)生的疲勞，從而減少或避免交通事故的發(fā)生；同時(shí)可避免不必要的節(jié)氣門振動(dòng)，從而改善了汽車的經(jīng)濟(jì)性；提高車流量和運(yùn)輸生產(chǎn)率，并在一定程度上提高了汽車的動(dòng)力性和乘坐舒適性。 國(guó)外研發(fā)汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)起步很早，其發(fā)展過(guò)程主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是20世紀(jì)6070年代中期，早期的汽車巡航控制系統(tǒng)主要是機(jī)械式和氣動(dòng)機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。例如，日本豐田公司從1965年起就開(kāi)始在車上裝用機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。之后，德國(guó)的vd0公司也研制出了氣動(dòng)機(jī)械式巡航控制系統(tǒng)。而1968年德國(guó)奔馳公司開(kāi)發(fā)了晶體管控制的巡航控制系統(tǒng)，并在莫克利汽車上裝用，這期間美國(guó)和日本相繼出現(xiàn)了以模擬電路為基礎(chǔ)的汽車巡航控制系統(tǒng)。第二階段是20世紀(jì)70年代中后期80年代中后期，以數(shù)字信號(hào)為主的控制系統(tǒng)。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路及單片機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的巡航控制系統(tǒng)。如1974年美國(guó)魯卡斯汽車研究中心研究出了性能完善的運(yùn)用衛(wèi)星雷達(dá)的數(shù)字車速車距控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以更好地適應(yīng)路面狀況的變化。日本日野(hino)公司于1985年投放市場(chǎng)一種基于燃油經(jīng)濟(jì)性的車速控制系統(tǒng)，其控制框圖如圖8-l所示。其控制部分的核心是微處理器。美國(guó)摩托羅拉公司也研制了一種采用微處理器控制的巡航控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的所有輸入指令以數(shù)字形式直接存儲(chǔ)和處理，微處理器根據(jù)指令車速、實(shí)際車速以及其他輸入信號(hào)，按給定程序完成所有數(shù)據(jù)處理，并產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，改變節(jié)氣門開(kāi)度，每種車型的最佳加速度和減速度由編程人員決定。從安全上考慮，將制動(dòng)開(kāi)關(guān)與節(jié)氣門執(zhí)行器直接相連，這樣當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，在斷開(kāi)巡航控制系統(tǒng)的同時(shí)，將執(zhí)行器的動(dòng)力源斷開(kāi)，從而使節(jié)氣門迅速脫離巡航控制系統(tǒng)的控制。與模擬技術(shù)相比，數(shù)字系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是系統(tǒng)的信號(hào)量以數(shù)字表示，受工作溫度和濕度的影響較小，因此數(shù)字控制系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性。對(duì)于汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)可采用先進(jìn)的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路技術(shù)做成專用模塊，也可在微處理器上編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)汽車上其他系統(tǒng)已有控制微處理器時(shí)，只要修改一下程序便可將此功能附加上去，因而可節(jié)省昂貴的硬件開(kāi)支。第三階段，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)外又開(kāi)始發(fā)展以智能化為核心的汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)和以定距離控制為主的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員控制開(kāi)關(guān)記憶車速行駛車速行駛車速車輪比較車速補(bǔ)償電路驅(qū)動(dòng)力執(zhí)行部件變速器發(fā)動(dòng)機(jī)1990年美國(guó)魯卡斯公司研制出一種自動(dòng)恒速智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了連續(xù)調(diào)頻波雷達(dá)，通過(guò)雷達(dá)來(lái)探測(cè)前方車輛與本車的距離，通過(guò)處理單元計(jì)算出相對(duì)車速與距離，并將該信息提供給電子控制單元，通過(guò)執(zhí)行器控制節(jié)氣門來(lái)控制車速。之后，該公司又針對(duì)暴露的問(wèn)題加以改進(jìn)，在美洲虎牌轎車上安裝了新的自動(dòng)恒速控制系統(tǒng)，并對(duì)控制節(jié)氣門與制動(dòng)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)作了改進(jìn)，微波雷達(dá)安裝在前保險(xiǎn)杠內(nèi)，通過(guò)塑料車牌照發(fā)射微波探測(cè)信號(hào)。目前國(guó)外很多專家都在研究自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。這種巡航控制系統(tǒng)主要由測(cè)速裝置、轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器、制動(dòng)電子控制單元(ecu)和發(fā)動(dòng)機(jī)ecu等組成。當(dāng)?shù)缆非闆r良好時(shí)，該系統(tǒng)就是普通的巡航控制系統(tǒng)，可以按設(shè)定車速巡航行駛；當(dāng)距另一輛車距離較近及相對(duì)車速較高時(shí)，通過(guò)巡航控制系統(tǒng)控制制動(dòng)器減速。情況正常后將自動(dòng)恢復(fù)原先的車速，如果前方車輛減速，accs便操縱制動(dòng)器來(lái)維持一定的車距，從而避免了汽車的追尾。國(guó)外很多專家開(kāi)始了一種半自主式巡航控制系統(tǒng)的研究。此種巡航控制系統(tǒng)能夠很快地應(yīng)用于公路上，同時(shí)能夠保持人工操縱和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的共存。其研究的理論結(jié)果表明，此種控制系統(tǒng)具有更高的控制精度。綜合利用仿真、分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)人工駕駛和具有自適應(yīng)控制系統(tǒng)的汽車進(jìn)行了比較，從得到的數(shù)據(jù)和信息可以知道，具有巡航控制系統(tǒng)的汽車能對(duì)駕駛員提供重要的輔助作用，對(duì)行駛安全性提供了一種主動(dòng)安全技術(shù)。目前不少車輛，特別是高級(jí)轎車已經(jīng)把巡航控制系統(tǒng)作為配備設(shè)備或備選設(shè)備。例如美國(guó)別克(buick)、凱迪拉克(cadilac)、協(xié)和(concord)、紐約人(new yorker)、克萊斯勒(cmc)等轎車均裝用了巡航控制系統(tǒng)。而日本高速公路的迅速發(fā)展使得巡航控制系統(tǒng)的裝車率也不斷得到提高，如日本皇冠(crown)、佳美(camry)、凌志(lexus)等轎車也裝有巡航控制系統(tǒng)。歐洲的奔馳(benz)、寶馬(bmw)以及我國(guó)的紅旗轎車等均裝有巡航控制系統(tǒng)。由于國(guó)內(nèi)汽車起步較晚，并且就目前我國(guó)公路狀況和實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，對(duì)汽車巡航控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用主要是以單車定速控制為主。目前，模擬汽車恒速控制器在我國(guó)已經(jīng)投人生產(chǎn)和使用。例如：由江蘇省某巡航設(shè)備廠生產(chǎn)的xd-1型汽車定速系統(tǒng)是一種機(jī)電式汽車巡航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的真空度作為動(dòng)力，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)電結(jié)構(gòu)來(lái)穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其產(chǎn)生的真空度保持最小的變化。然而該機(jī)電式巡航控制裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻有控制精度不高、穩(wěn)定性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)有多所高校和科研單位從事汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)的研究，控制系統(tǒng)的硬件核心部件采用不同型號(hào)的單片機(jī)，控制策略多采用pid調(diào)節(jié)方式，也有人將模糊控制算法應(yīng)用于巡航控制系統(tǒng)，模仿駕駛員駕駛汽車的情況，根據(jù)目標(biāo)車速與實(shí)際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗(yàn)，決定加速踏板的變化量，從而使汽車車速趨近于目標(biāo)車速。用于汽車巡航控制的模糊控制器輸入量一般可選擇設(shè)定車速和實(shí)際車速的偏差以及偏差的變化率，模糊控制是不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)不太敏感。其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定，一旦系統(tǒng)確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定了，不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。12汽車自動(dòng)巡航控制技術(shù)為了使汽車巡航控制系統(tǒng)達(dá)到車速控制的要求，在單片機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)總體方案確定后，控制方案的選擇非常關(guān)鍵，目前用于汽車巡航控制的控制方案主要有pid控制、模糊控制、迭代學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制等，它們都有各自的特點(diǎn)。1pid控制pid控制，即比例一積分一微分控制，根據(jù)實(shí)際車速與設(shè)定車速的偏差，實(shí)現(xiàn)汽車不變參數(shù)的巡航控制。在汽車行駛過(guò)程中，駕駛員設(shè)定一個(gè)車速給控制器，同時(shí)車速傳感器測(cè)得的實(shí)際車速也輸入控制器，產(chǎn)生實(shí)際車速和設(shè)定車速的偏差(設(shè)為v)，控制器的比例部分根據(jù)偏差的大小輸出相應(yīng)的控制量，以控制節(jié)氣門的開(kāi)度，使車速迅速趨近設(shè)定車速?？紤]到偏差一直存在，控制器的積分部分就把偏差積累起來(lái)加大控制量，以消滅偏差，使車速保持恒定，而微分部分則起預(yù)估作用。當(dāng)v0時(shí)，表示偏差在加大，就及時(shí)增加控制量，使v減小；當(dāng)v0時(shí)，表示偏差在減小，則減小控制量，以避免v趨近于零時(shí)，又向反方向發(fā)展而引起振蕩。pid控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)整定方便的優(yōu)點(diǎn)，在許多場(chǎng)合下都能獲得令人滿意的控制效果。但是由于被控對(duì)象的特性比較復(fù)雜，具有非線性或時(shí)變的過(guò)程，應(yīng)用常規(guī)pid控制，若參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，會(huì)使系統(tǒng)不停地振蕩，控制效果不甚理想。有關(guān)pid的算法將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹。2模糊控制模糊控制是一種模仿人工控制活動(dòng)中人腦的控制策略，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)把人工控制策略用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，它是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型的汽車巡航控制技術(shù)。司機(jī)對(duì)汽車的控制，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一個(gè)模糊控制的過(guò)程。駕駛員駕駛汽車時(shí)，根據(jù)目標(biāo)車速與實(shí)際車速之間的偏差及路面情況，利用自己的經(jīng)驗(yàn)，決定加速踏板的變化量，從而使汽車趨近于目標(biāo)車速。模仿這一過(guò)程的模糊控制原理框圖如圖82所示。用于汽車巡航控制的模糊控制器的輸入量一般可選擇設(shè)定車速與實(shí)際車速的偏差以及偏差的變化率。模糊控制不依賴系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，因而對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)變化不敏感，其不足之處是模糊控制規(guī)則的獲取和模糊隸屬函數(shù)形狀的確定是一項(xiàng)費(fèi)力的工作，而且系統(tǒng)一旦確定，其規(guī)則和隸屬函數(shù)就確定而不能隨外界和車輛參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)整。3迭代學(xué)習(xí)控制因?yàn)槠囇埠叫旭傊写嬖谥鴩?yán)重的非線性和不確定性，特別是巡航控制參數(shù)在不同車速下其值是不確定的，并且運(yùn)動(dòng)載體對(duì)控制的實(shí)時(shí)性要求較高，所以有人將迭代學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到了汽車巡航控制系統(tǒng)中?；诘鷮W(xué)習(xí)技術(shù)的汽車巡航控制原理如圖8-3所示。利用實(shí)際車速與設(shè)定車速的偏差，通過(guò)多次的迭代計(jì)算得出一個(gè)修正量，進(jìn)一步修正控制器輸出的控制量，從而使實(shí)際車速更趨近于設(shè)定車速。迭代學(xué)習(xí)控制可以對(duì)參數(shù)是未知的但是變化的或不變的系統(tǒng)實(shí)施有效控制。相對(duì)于其他控制技術(shù)，迭代學(xué)習(xí)控制的適應(yīng)性更廣，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。但其算法復(fù)雜，計(jì)算機(jī)編程困難。4自適應(yīng)控制由于汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)本質(zhì)非線性系統(tǒng)，并且汽車在行駛過(guò)程中受到路面坡度、空氣阻力等外界干擾，因而基于時(shí)不變系統(tǒng)得到的控制方法就難以在各種工況下取得良好的效果，解決的辦法是加入自適應(yīng)環(huán)節(jié)，其控制方法能隨各種因素的變化而實(shí)時(shí)地加以調(diào)整，以適應(yīng)復(fù)雜多變的行駛工況。自適應(yīng)控制是針對(duì)具有一定不確定性的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。自適應(yīng)控制方法可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)變化，從而時(shí)刻保持系統(tǒng)的性能指標(biāo)為最優(yōu)。目前用于汽車巡航控制的自適應(yīng)控制主要為模型參考自適應(yīng)控制?；谧赃m應(yīng)控制的汽車巡航控制原理如圖8-4所示。設(shè)定車速同時(shí)加到控制器和參考模型上，由于參考模型的理想車速和實(shí)際車速不一致，產(chǎn)生偏差，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到這一偏差后，經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)整信號(hào)改變控制器參數(shù)，從而使實(shí)際車速迅速趨近于理想車速，當(dāng)偏差趨于零時(shí)，自適應(yīng)調(diào)整過(guò)程就停止，控制參數(shù)也就調(diào)整完畢。當(dāng)汽車在行駛過(guò)程中遇到上下坡或是由于風(fēng)力而使車速發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)也如上述過(guò)程一樣，對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。鑒于自適應(yīng)控制的上述特點(diǎn)，自適應(yīng)控制非常適合像汽車這樣的一類非線性系統(tǒng)的控制。在控制過(guò)程中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使得控制效果更好。13汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代起各大汽車廠家都爭(zhēng)相研制并裝在較高級(jí)的轎車上，到了80年代中末期，由于微處理器在汽車上的廣泛應(yīng)用和高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，使得它更加完善。到20世紀(jì)末起以及目前展出的21世紀(jì)汽車，該系統(tǒng)真可謂日臻完善，系統(tǒng)電路集成化水平提高，控制模塊體積精巧，多路傳輸系統(tǒng)日漸成熟，自檢系統(tǒng)更準(zhǔn)確有效。但是若使該系統(tǒng)步人普通家用轎車家族，還存在著一些問(wèn)題，即雖然系統(tǒng)多用模塊控制，但造價(jià)昂貴；限速太高，一般系統(tǒng)都必須在40kmh以上才起作用；檢修雖方便，但需較高的技術(shù)水平。隨著汽車技術(shù)和現(xiàn)代公路交通的迅速發(fā)展，下一代的智能交通系統(tǒng)即將出現(xiàn)，其中汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)將發(fā)展為自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，進(jìn)一步采用集中微處理器控制，降低系統(tǒng)的成本。具體地說(shuō)，它是將汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)和車輛前向撞擊報(bào)警系統(tǒng)(forward collision warning system，fcws)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既有自動(dòng)巡航功能，又有防止前向撞擊功能，駕駛員可通過(guò)設(shè)置在儀表盤上的人機(jī)交互界面啟動(dòng)或清除accs。啟動(dòng)accs時(shí)，要設(shè)定汽車在巡航狀態(tài)下的車速和與前方車輛間的安全距離，否則accs將自動(dòng)設(shè)置為默認(rèn)值，但所設(shè)定的安全距離不可小于設(shè)定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。當(dāng)汽車前方無(wú)行駛車輛時(shí)，汽車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)。accs按照設(shè)定的行駛車速對(duì)汽車進(jìn)行勻速控制，當(dāng)汽車前方有車輛行駛，且前方車輛的行駛速度小于汽車的行駛速度時(shí)，accs將控制汽車進(jìn)行減速，確保兩車間的距離為所設(shè)定的安全距離。當(dāng)accs將汽車減速至理想的目標(biāo)值之后采用跟隨控制，與前方車輛以相同的速度行駛。當(dāng)前方車輛發(fā)生移線，或汽車移線行駛使得汽車前方又無(wú)行駛車輛時(shí)，accs將對(duì)主車進(jìn)行加速控制，使其恢復(fù)至設(shè)定的行駛速度，在恢復(fù)行駛速度后，accs又轉(zhuǎn)入對(duì)該汽車的勻速控制，當(dāng)駕駛員參與汽車駕駛后accs將自動(dòng)退出對(duì)汽車的控制。accs有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：1)集成化有助于降低成本，增強(qiáng)各系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系，充分利用各種車輛信息，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，accs在發(fā)展之初就與巡航控制系統(tǒng)(ccs)結(jié)合在一起，按照accs的發(fā)展方向，它還會(huì)同主動(dòng)后輪系統(tǒng)(active rear steer system，ars)、牽引力控制系統(tǒng)(asr)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器等各種電控系統(tǒng)集成起來(lái)。2)走停控制。現(xiàn)在對(duì)accs的研制和開(kāi)發(fā)主要是針對(duì)在高速公路上高速行駛的車輛，而不適用于城市中低速、高車流密度情況下使用，走?？刂普莂ccs針對(duì)車速低、車距近的行駛情況所做的功能擴(kuò)展，這要求accs具有更好的近距離探測(cè)能力，更快的信號(hào)處理功能，更迅速的系統(tǒng)響應(yīng)，同時(shí)還向accs提出了增加車輛的自動(dòng)起步功能。這樣即使在堵車情況下也無(wú)須駕駛員參與，只需操縱車輛的轉(zhuǎn)向即可。駕駛員可以完全從煩瑣的駕駛操作中解放出來(lái)；3)隨著近幾年智能公路概念的提出以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，未來(lái)的accs將同其他的汽車電控系統(tǒng)相互融合，形成智能汽車電子控制系統(tǒng)，駕駛這種汽車只需在顯示器中指明所要到達(dá)的目的地，汽車就會(huì)在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下，借助公路兩旁的電子標(biāo)志牌無(wú)需人為參與就可安全駛達(dá)目的地，實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)駕駛功能。4)通過(guò)采用can總線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)資源的共享，減少硬件開(kāi)支，提高系統(tǒng)的靈活性。14汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)的工作環(huán)境人們知道，汽車的行駛是在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力以后，借助于地面對(duì)車輪的反作用力行駛的。車速的變化情況非常復(fù)雜，會(huì)受到路面滾動(dòng)阻力，汽車行駛時(shí)風(fēng)的阻力，以及道路坡度等時(shí)變因素的影響而變化，而且也受到發(fā)動(dòng)機(jī)工況、負(fù)荷情況等的影響。坡道的阻力是隨著道路坡度大小而變化的，即使在高速公路上也不可能避免爬坡或下坡行駛，車重越大時(shí)，坡道的阻力就越大，下坡時(shí)的慣性力也就越大，而路面的滾動(dòng)阻力系數(shù)也隨路面的情況、輪胎形狀、溫度、氣壓、行車速度等變化而隨機(jī)地變化，風(fēng)阻與車速的二次方成正比，由于汽車行駛過(guò)程中風(fēng)速的大小和方向不斷變化，并且車速越大，風(fēng)阻也越大，巡航行駛時(shí)風(fēng)阻便是一個(gè)不能忽略的因素，再如上發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與節(jié)氣門的關(guān)系非常復(fù)雜，決定了巡航控制的實(shí)現(xiàn)是非常復(fù)雜的。不但如此，由于巡航控制系統(tǒng)是工作在汽車上，而使用汽車的自然環(huán)境地區(qū)條件是千差萬(wàn)別的，有時(shí)兩地的條件差異特別大，所以又必須考慮一下巡航的特殊工作環(huán)境。如南方和北方的冬季溫差特別大，汽車各零部件工作溫度也相差較多，溫度對(duì)電氣零部件的額定工作電流是有影響的；同時(shí)濕度較高的環(huán)境容易造成電子元器件絕緣損壞或腐蝕機(jī)件；當(dāng)汽車行駛在崎嶇不平的山路時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這對(duì)電子控制系統(tǒng)來(lái)講就要求較高；另外，汽車的供電系統(tǒng)有蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)電源，由于發(fā)電機(jī)發(fā)電程度不同，使蓄電池兩端輸出電壓變化較大，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器一般是用通斷方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)電流，所以汽車上的電源波動(dòng)及瞬時(shí)過(guò)電壓形成的電氣環(huán)境也較惡劣；這些環(huán)境對(duì)汽車的保養(yǎng)與控制系統(tǒng)的可靠性等都是一些不利的因素。在研究巡航系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮到這些復(fù)雜的因素，才能設(shè)計(jì)出具有較高控制精度的應(yīng)用系統(tǒng)。第二章汽車電子巡航控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展2.1汽車電子巡航控制系統(tǒng)的功能巡航控制也叫恒速控制，汽車電子巡航控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱ccs，根據(jù)其特點(diǎn)一般又稱為“巡航行駛裝置”、“速度控制系統(tǒng)”、“自動(dòng)駕駛系統(tǒng)”等。它是汽車的新裝置之一，它可以使汽車工作在發(fā)動(dòng)機(jī)最有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，使汽車的行駛速度穩(wěn)定在自己設(shè)定的速度內(nèi)，從而不僅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用效率，而且還可以減輕駕駛員的駕駛操作勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行駛的舒適性。汽車巡航控制系統(tǒng)(ccs)就是可使汽車工作在發(fā)動(dòng)機(jī)有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，減輕駕駛員的駕駛操縱勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行駛舒適性的汽車自動(dòng)行駛裝置。電子巡航控制系統(tǒng)，它是汽車在行駛中為了達(dá)到所希望的速度，通過(guò)操縱調(diào)整開(kāi)關(guān)，駕駛員不必踩踏油門調(diào)整車速，汽車也能以設(shè)定的車速進(jìn)行定速行駛的裝置。這個(gè)裝置的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在于，當(dāng)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，能夠減輕駕駛員的疲勞；且對(duì)緊急情況動(dòng)作解除的可靠性與對(duì)排除裝置故障等安全性方面作了充分的考慮。在大陸型的國(guó)家，駕駛汽車長(zhǎng)途行駛的機(jī)會(huì)較多，而且在高速公路上行駛時(shí)變換車速的頻率及范圍都較少，故能以穩(wěn)定的車速行駛。但若長(zhǎng)途駕駛而右腳不得不踩油門踏板時(shí)，久之腳就容易感到疲勞。而汽車巡航控制系統(tǒng)(ccs)的作用是：按司機(jī)所要求的速度閉合開(kāi)關(guān)之后，不用踩油門踏板就可以自動(dòng)地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。如果采用了這種裝置，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間在公路上行車時(shí)，司機(jī)就不用再去控制油門踏板，從而減輕了長(zhǎng)途駕駛的疲勞，同時(shí)減少了不必要的車速變化，使車速穩(wěn)定，可以節(jié)省燃料，減輕了疲勞。目前車用巡航控制系統(tǒng)大多分為兩大類，一是電子式巡航控制系統(tǒng)，二是由電控真空控制式巡航控制系統(tǒng)。前者主要由指令開(kāi)關(guān)、車速傳感器、電子控制器和油門執(zhí)行器四部分組成；后者一般由控制開(kāi)關(guān)、真空系統(tǒng)和控制電路等組成。巡航控制系統(tǒng)的功能主要有基本功能和故障保險(xiǎn)功能。其基本功能是：(1)車速設(shè)定：當(dāng)按下車速調(diào)置開(kāi)關(guān)后，就能存儲(chǔ)該時(shí)間的行駛速度，并能保持這一速度行駛。(2)消除功能：當(dāng)踩下制動(dòng)踏板，上述功能立即消失。但上述調(diào)置速度繼續(xù)存儲(chǔ)。(3)恢復(fù)功能：當(dāng)按恢復(fù)開(kāi)關(guān)，則能恢復(fù)原來(lái)存儲(chǔ)的車速。除了以上三種基本功能，如果需要還可增加以下功能：(4)滑行：繼續(xù)按下開(kāi)關(guān)進(jìn)行減速，以離開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)的速度作巡航行駛。(5)加速：繼續(xù)按下開(kāi)關(guān)進(jìn)行加速，以不操縱開(kāi)關(guān)時(shí)的車速進(jìn)入巡航行駛。(6)速度微調(diào)升高：在巡航速度行駛中，當(dāng)操縱開(kāi)關(guān)以on-off(接通，斷開(kāi))方式變換時(shí)，使車速稍稍上升。巡航控制系統(tǒng)的故障保險(xiǎn)功能是：(1)低速自動(dòng)消除功能：當(dāng)車速小于40km/h時(shí)，存儲(chǔ)的車速消失，并不能再恢復(fù)此速度。(2)制動(dòng)踏板消除的功能：在制動(dòng)踏板上裝有兩種開(kāi)關(guān)，一個(gè)用于對(duì)計(jì)算機(jī)的信號(hào)消除；另一個(gè)是直接使執(zhí)行元件工作停止。(3)各種消除開(kāi)關(guān)：除了利用制動(dòng)踏板的消除功能外，還有駐車制動(dòng)、離合器(m/t)、調(diào)速桿(a/t)等操作開(kāi)關(guān)的消除功能。2.2巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀汽車巡航控制系統(tǒng)，自1961年首次在美國(guó)應(yīng)用以來(lái)，至今已有40年的發(fā)展史。在這40年中，它已陸續(xù)被各種轎車所裝用，例如美國(guó)別克、凱迪拉克、協(xié)和、紐約人、克萊斯勒等均裝用了巡航控制系統(tǒng)。而日本高速公路的迅速發(fā)展使得巡航控制系統(tǒng)的裝車率也不斷得到提高，如日本皇冠、佳美、凌志、豐田大霸王等。歐洲的奔馳、寶馬等也裝有巡航控制系統(tǒng)。在我國(guó)，廣州本田雅閣、上海通用別克等的一些轎車上，巡航控制也已被作為標(biāo)準(zhǔn)件。預(yù)計(jì)今后會(huì)有更多的車輛裝用。而汽車巡航控制系統(tǒng)也會(huì)向小型化、智能化的方向發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等控制計(jì)算機(jī)的聯(lián)動(dòng)復(fù)合控制，使行車更為舒適、安全。2.3巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向新控制理論的應(yīng)用 車輛的行駛狀況受到乘員、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的變化等影響。駕駛者需要更平順的駕駛感覺(jué)和更自然的速度控制，以傳統(tǒng)的控制理論為基礎(chǔ)，又引入了新的控制理論。目前，模糊控制等新理論已不斷地得到應(yīng)用。聯(lián)動(dòng)控制、復(fù)合控制 目前，巡航控制裝置是獨(dú)立式的，要求在控制中提高感覺(jué)敏感度、響應(yīng)性和更高的精度。為此，需要發(fā)動(dòng)機(jī)控制用計(jì)算機(jī)、變速控制用計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，使這些計(jì)算機(jī)形成一體化的復(fù)合控制。小型化、智能化 計(jì)算機(jī)、執(zhí)行元件更趨小型化、一體化，向智能型發(fā)展。追蹤行駛控制 現(xiàn)在巡航穩(wěn)定行駛裝置分別利用加速、減速、恢復(fù)車速、消除等開(kāi)關(guān)自由控制車速，但是往往在道路交通混雜的情況下，不便于當(dāng)車輛接近時(shí)進(jìn)行減速或車輛拉開(kāi)距離時(shí)加速。為解決這一問(wèn)題，向前方車輛發(fā)射毫米波(30ghz-300hz)， 利用雷達(dá)測(cè)定與前方車輛之間的距離， 隔開(kāi)一定距離進(jìn)行追蹤行駛。車載雷達(dá)不僅可以利用毫米波雷達(dá)， 而且還可以利用激光。電子巡航控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱ccs) 它是汽車在行駛中為了達(dá)到所希望的速度，通過(guò)操縱調(diào)整開(kāi)關(guān)，駕駛員不必踩踏油門調(diào)整車速，汽車也能以設(shè)定的車速進(jìn)行定速行駛的裝置。這個(gè)裝置的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在于，當(dāng)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，能夠減輕駕駛員的疲勞；且對(duì)緊急情況動(dòng)作解除的可靠性與對(duì)排除裝置故障等安全性方面作了充分的考慮第三章正文(宋體小四號(hào)，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)結(jié) 論正文(宋體小四號(hào)，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)致 謝正文(宋體小四號(hào)，首行縮進(jìn)二字符，1.5倍行間距，正文略)參考文獻(xiàn)1吳易明國(guó)際會(huì)展業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及其對(duì)中國(guó)的借鑒江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,(2)(參照此例)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū)本人及導(dǎo)師完全同意中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入cnki中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)，在中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文密級(jí)：公開(kāi)保密（_年_月至_年_月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_ 導(dǎo)師簽名：_年_月_日 _年_月_日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 二一年九月二十日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，