基于DSP的汽车定速巡航控制系统的研究

论文摘要

随着汽车工业和公路运输业的发展,汽车会越来越普及,人们将需要更加舒适、简便和安全的交通工具。汽车巡航控制系统是一种辅助驾驶系统,它不但可以减轻驾驶员的负担,还可以提高驾车的舒适性。汽车巡航控制系统具有强非线性、时变不确定性,并受到外界扰动、复杂的运行工况等影响,采用传统PID控制很难取得满意的效果,本文介绍了一种基于模糊PID控制算法的汽车巡航控制系统。本文首先阐述了汽车巡航控制系统的历史背景、在国内外的研究应用现状及其发展趋势,并详细介绍了巡航控制系统的构成。通过对一种采用闭环控制的巡航控制系统进行分析,阐述了巡航控制系统的控制原理。然后,本文对汽巡航控制系统进行了简要的分析,将模糊PID控制方法作为其控制方案,并设计出系统的模糊控制器。以轿车为对象,分析了汽车在行驶过程中的驱动力及受到的各种阻力和干扰力,并建立起汽车纵向动力学模型。利用MATLAB/Simulink建立了系统的仿真模型,并对汽车巡航控制系统进行了仿真和分析。由仿真结果可知,模糊PID控制方法能使系统相应的超调减小、反应速度加快、控制效果良好,是一种适用于汽车巡航控制系统的控制方法。本文从硬件和软件两个方面详细阐述了汽车巡航控制系统的设计。在硬件方面,提出了一种以TMS320LF2407A芯片为核心的硬件设计方案,详细地分析了系统各部分电路的设计原理,并给出相应的电路图;在软件方面,结合DSP的特点提出了系统程序的设计思想,给出了系统主程序和各子程序的流程图。最后,在完成硬件电路和软件编程的基础上,在巡航控制模拟实验平台上进行了系统的调试。结果表明,该系统能够实现简单的巡航控制命令,并且效果比较理想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车巡航控制系统的历史背景和研究现状
• 1.2.1 巡航控制系统的历史背景
• 1.2.2 巡航控制系统的国内外研究和应用现状
• 1.3 巡航控制系统的发展趋势
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 第2章 巡航控制系统的组成和工作原理
• 2.1 巡航控制系统简介
• 2.2 巡航控制系统的原理及结构组成
• 2.2.1 巡航控制系统的基本控制原理
• 2.2.2 巡航控制系统的结构及工作原理
• 2.3 本章小节
• 第3章 巡航控制系统的控制策略和建模仿真
• 3.1 巡航控制系统控制方案的选择
• 3.2 仿真工具简介
• 3.2.1 Simulink
• 3.2.2 模糊逻辑工具箱
• 3.3 模糊控制器的设计
• 3.4 汽车纵向动力学模型的建立
• 3.5 巡航控制系统的仿真与结果
• 3.5.1 仿真模型的建立
• 3.5.2 仿真结果及分析
• 3.6 本章小节
• 第4章 巡航控制系统的设计
• 4.1 巡航控制系统的硬件设计
• 4.1.1 微处理器的选择
• 4.1.2 电源电路的设计
• 4.1.3 信号采集与处理电路的设计
• 4.1.4 驱动电路的设计
• 4.1.5 硬件的抗干扰设计
• 4.2 巡航控制系统的软件设计
• 4.2.1 编程软件开发环境的介绍
• 4.2.2 系统软件设计
• 4.2.3 软件的抗干扰设计
• 4.3 实验调试
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢