自動控制系統(tǒng)期末作業(yè)

1、北京交通大學(xué)自動控制系統(tǒng)期末作業(yè)交通運輸轉(zhuǎn)動控制仿真大作業(yè)自動控制系統(tǒng)建模第一部分：理論支持車輛跟馳仿真車輛跟馳模S(Car-FollowingModel)將交通中的車輛看成分散的、存在相互作用的粒子，在假設(shè)沒有超車的情況下，通過研究后車跟隨前車的動力學(xué)過程，進而分析單車道上交通流的演化特性。車輛跟馳理論將整個系統(tǒng)視為一種質(zhì)點系動力學(xué)系統(tǒng)，它假設(shè)車隊中的每輛車必須與前車保持一定的距離以免碰撞，通過考慮跟隨車輛對頭車間距、速度差等刺激因素的反應(yīng)，建立描述車輛運動規(guī)律的微分方程，進而通過求解微分方程就可以確定車輛的演化過程。車輛跟馳理論著重討論非自由行駛狀態(tài)下車隊的行駛特性，并用數(shù)學(xué)模型加以闡明，

2、對現(xiàn)代交通的模擬、評價及管理控制有著重要的理論價值和實際意義。一、車輛跟馳模型的基木假設(shè)主要進行單車道車輛跟馳仿真?；炯僭O(shè)條件如下：1、道路平直，無交叉口或匝道，不允許超車；2、當(dāng)前方車輛較遠(yuǎn)吋，車輛自由行駛，當(dāng)車頭間距在100200米時，車輛間存在相互硬性后車處于跟馳狀態(tài)。3、在跟馳行駛時，后方車輛根據(jù)前方車輛的運行來調(diào)整木車的運動狀態(tài)。從控制論的角度來看，單個車輛段額跟馳模型是一個不可分解的持續(xù)調(diào)整反饋控制系統(tǒng)(FeedbackControlSystem),而整個車隊的跟馳模型是一個可分解為單個車輛模型的序貫級聯(lián)系系統(tǒng)(CascadeSystem)；4、駕駛?cè)烁鶕?jù)當(dāng)前時刻之前的信息進行判

3、斷，不能采取違反因果律的行為；5、駕駛?cè)丝梢杂胁煌鸟{駛習(xí)慣，駕駛?cè)说鸟{駛行為不一定總是及吋、精確或正確的。車輛跟馳模型是對駕駛?cè)说姆磻?yīng)特性深入分析的基礎(chǔ)上，進行簡化抽象得到矢于刺激反應(yīng)的矢系式：反應(yīng)二入X刺激(1)式中，入為駕駛?cè)藢Υ碳さ姆磻?yīng)參數(shù)，稱為敏感度系數(shù)。通常，駕駛?cè)耸艿降拇碳ひ蛩厥侵盖败嚨募铀倩驕p速行為，以及隨之產(chǎn)生的速度差和車頭間距的變化。駕駛?cè)藢Υ碳さ姆磻?yīng)是指根據(jù)交通條件變化及車輛進行相應(yīng)的操縱控制。二、線性車輛跟馳模型(3) zeta=0.2589%開環(huán)傳遞函數(shù)bode(sys3)%當(dāng)K二3.439吋的增益裕度和相角裕度a,b=margin(sys3)a=1.778234.4

4、409%利用階躍響應(yīng)的得到系統(tǒng)的超調(diào)量step(sys4)參考文獻(xiàn)吳麒，王詩宓自動控制原理(第二版)M.北京:淸華大學(xué)出版社，2005.RICHARD,C,DORF著趙千川，馮梅，譯.現(xiàn)代控制系統(tǒng)(第十版)M.北京：淸華大學(xué)出版社，2003.【3】美Richard,C,Dorf,Robet,H,Bishop,著，謝紅衛(wèi)，鄒逢興，張明，等，譯.現(xiàn)代控制系統(tǒng)(第八版)M.北京:高等教育出版社，2003.邵春福，魏麗英，賈斌.交通流理論M.北京：電子工業(yè)出版社，2012.142-165任其亮，劉博航.交通仿真M.北京:人民交通出版社，2013.51-69致謝信通過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我了解了自動控制這門課

5、的基本原理，我知道了bode圖，知道了nyquist圖，以及知道如何在閉環(huán)傳遞函數(shù)的情況下用勞斯判據(jù)來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。感謝矢偉老師和董宏輝老師的辛勤教導(dǎo)，讓我了解了很多矢于自動控制的知識。但是在做大作業(yè)的吋，我仍然發(fā)現(xiàn)了我的知識上的很多不足之處。尤其在建模題上，我用bode圖和nyquist圖可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，但是它是一個開環(huán)傳遞函數(shù)，我不能用勞斯判據(jù)來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？墒钱?dāng)我用單位階躍響應(yīng)作為輸入設(shè)置V0=lm/s時，后車速度有大于前車速度的安全隱患。我們希望老師能給我們一些建議幫助我們解決這個問題。以及仿真第三題的第二小問中如何用相角裕度來估計阻尼系數(shù)，我利用公式丄，先算出諧振峰MP再根據(jù)Mp來計算sinp出阻尼