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汽车高速化的快速发展,使交通阻塞和交通事故成为全球性的问题,采用智能控制器来代替驾驶员的人为操纵,即实现汽车的自动控制是解决交通问题的有效方案之一。汽车纵向动力学系统控制是实现汽车自动控制的重要组成部分,纵向控制即是汽车行驶方向上的速度控制。 论文首先研究了汽车纵向动力学系统的结构、功能及特征,分析了下层子系统和上层子系统之间的关系。讨论了汽车制动系统各部分元件的结构、功能及工作过程;分析了在汽车制动过程中,由于制动系统的本身结构及制动踏板力响应、制动液压响应所引起的制动系统的非线性特性;建立了汽车制动系统的非线性数学模型。以JL472Q1型发动机台架试验数据为基础,建立了发动机的稳态模型、动态模型。对汽车的液力变矩器、自动变速器性能及汽车行驶过程的受力状态进行分析,建立汽车传动系统模型和整车动力学方程。结合汽车制动系统、传动系统和发动机系统及整车动力学四大模型,完成了下层子系统的设计。而上层子系统是汽车与前车(导航车)的联系系统,即实现汽车纵向自动跟踪,探讨了基于两车的车列纵向自动跟踪控制的控制参数,分析了如何实现汽车发动机/制动主缸的逻辑切换,并建立了精度较高的二阶上层子系统模型。 同时针对汽车纵向动力学系统的控制问题,研究了该系统的结构、控制目的及对系统控制的影响因素,并在对该系统特性分析的基础上探讨了不同的智能控制方法所产生的不同控制仿真结果。运用双输入、单输出结构的模糊逻辑控制器,根据所希望的控制目标及模糊控制策略调节系统控制参数,改变汽车纵向动力学系统的输出,以达到汽车纵向自动控制(即以指定速度行驶);利用神经网络模式识别能力对输入数据处理辨别,设计合适的控制网络层对汽车纵向动力学系统实施控制;应用参数自整定模糊-PID控制,通过模糊规则对PID的三个参数进行调节,以达到较为理想的控制效果,达到汽车纵向控制。 最后用ADAMS对汽车纵向动力学控制系统进行了仿真演示,并从实现汽车纵向动力学系统的控制出发,提出了汽车行驶过程中纵向控制的实验方案和实验装置布置,以及各输入信息量获取的方法。