[发明专利]基于模型参考的车辆跟驰系统自适应控制方法

权利要求书

1.一种基于模型参考的车辆跟驰系统自适应控制方法，其特征在于：包括如下实施步骤：

步骤1：建立车辆跟驰系统模型；

该车辆跟驰系统的数学模型，见式（1）所示：

,         (1)

其中：和分别为前、后车的加速度， 和分别为前、后车的速度，和分别为前、后车的位置，和分别为前、后车的初始速度，和分别为前、后车的初始位置， 前、后车之间的实际跟驰车距，为前、后车之间的安全车距，且，；

步骤2：建立车辆跟驰控制的参考模型；

该参考模型的数学描述为

,                   (3)

安全车距依赖并随着前、后车速度和加速度的变化而变化，可以用式（2）来描述，

                                 (2)

表示非线性函数，和分别表示前、后车的实时行为；

步骤3：动态安全车距的实时计算；

按下式实时计算安全车距

                             (4)

其中， 和分别为前、后车制动停车距离的计算函数，为前车紧急制动加速度，，， 为安全裕量；

若≠0,  为相对安全车距；若=0,  则为绝对安全车距；假定

,                                         (5)

为绝对安全车距的计算公式，则相对安全车距的计算公式可以表示为

.                                     (6)

步骤4：根据当前具体的车辆跟驰状态，选择相应的后车行为调整数学模型，实时计算车辆跟驰系统的控制律；

将根据初始时刻前、后车的速度和车距，将跟驰状态划分为若干子状态，分别给出相应的控制律计算方法，

将安全、高效跟驰稳态定义为实际车距处在邻域内且 and ，其中， 为大于0且小于100%的微小百分率； 

（1) 当时

i) 若，计算后车行为调整规律的数学模型为

                         (9)

其中：  为大于0的系数,  为大于0的时间常数，则是为了方便后车行为调整的工程计算而设定的微小正数； 

ii) 若，跟驰控制的数学模型为

                (10)

其中：后车行为调整过程中的最大速度, , 和等其他参数含义与式（9）相同；

iii) 若，相应的跟驰控制数学模型为

               (12)

式中, 和等其他参数含义与式（9）相同；

2) 当时

i) 若 ，按照式（9）计算车辆跟驰控制律；

ii) 若，后车保持当前跟驰状态，直至跟驰系统由于前车的行为变化而进入另一跟驰状态；

iii) 若，按照式（12）计算车辆跟驰控制律，直至跟驰系统由于前车的行为变化而进入另一跟驰状态；

3) 当 时

i) 若 ，后车宜采取紧急制动策略，见式（13）所示；

                                               (13)

其中： 为后车紧急制动时的加速度，对于给定的车辆，为已知；

ii) 若，跟驰控制的数学模型为

             (14)

其中：后车行为调整过程中的最小速度值且满足，, 和等其他参数含义与式（9）相同； 

iii) 若，按照式（12）计算车辆跟驰控制律，直至跟驰系统由于前车的行为变化而进入另一跟驰状态；

步骤5：控制律实施，实现后车行为调整；

步骤6：后车行为调整过程中实时检测跟驰系统所属的跟驰状态，转步骤4，循环执行。