题目：智能巡航车辆纵向动力学系统建模与控制

日益严峻的交通安全现状以及人们对于驾驶舒适性的更高要求，使得智能巡航的研究显得十分必要。它集传统的自适应巡航、定速巡航、车间的碰撞预警和碰撞规避于一体，并借助现代智能控制的先进工具，使得巡航车辆模仿熟练驾驶员的部分特性，成功实现车间距离的智能控制。在分析国内外发展现状的基础上，提出了课题的选题背景和意义。研究内容如下：首先根据智能巡航系统的特点设计了系统的总体方案。结合车辆动力学理论，建立了巡航车辆的正向、逆向动力学模型。提出了一种新的车间信息感知方法，利用GPS和无线蓝牙成功实现巡航车辆间的信息感知。利用智能控制的相关理论，借助熟练驾驶员和专家的意见，设计了预测层的模糊加速度预测控制器和模糊滑模加速度预测控制器；控制层的模糊神经模型参考控制器以及执行层的PID控制器，分别实现了智能巡航控制系统分层控制策略，成功实现车间距离和速度的控制，有效提高了控制的精度和尽量减少外界环境的干扰对控制品质的影响。执行器部分重点研究了机械式、液压式和气压式三种辅助刹车作动器，分别建立了各自的动力学模型，设计相应的PID控制器，然后进行了仿真和道路试验；对巡航车辆上的节气门进行了改造，改装了电子节气门，并进行了仿真和道路试验。试验结果表明设计的辅助刹车作动器和电子节气门满足控制系统的要求。为验证设计的智能巡航控制系统，建立了基于常规车辆的智能巡航快速控制原型试验平台；研究了车辆信息的获取手段和方法，并对已经设计好的传感器，控制器和执行器进行了集成和试验。为验证设计的控制器，建立了硬件在环智能巡航试验台架，成功的验证了决策层、控制层和执行层的控制器，测试了改装和新设计的执行器。最后对智能巡航控制系统进行了仿真和试验，设计的控制系统比较满意的实现了速度巡航、紧急情况下辅助驾驶员进行制动和实现跟随车辆间车间距离的控制。