车辆自适应巡航控制系统及方法

摘要

一种车辆的自适应巡航控制系统和方法，该系统包括：自适应巡航模式选择单元，用于选择不同的自适应巡航模式；数据采集单元，用于采集车辆的状态变量x(t)，该状态变量x(t)被用于控制车辆的速度和车距；控制单元，用于根据采集的车辆状态变量x(t)生成车辆控制变量u(t)；评价单元，用于根据数据采集单元采集的车辆状态变量x(t)和控制单元生成的控制变量u(t)对控制效果进行评价，如果评价结果为控制效果不符合要求，则使评价单元和控制单元进行在线学；油门控制单元和制动控制单元，根据控制单元输出的控制变量u(t)，利用车辆动力学逆模型对油门和制动进行控制。利用本发明的系统和方法，使得车辆自适应巡航系统更加安全和人性化。

主权项

1.一种车辆的自适应巡航控制系统，该系统包括：自适应巡航模式选择单元，用于选择不同的自适应巡航模式，在不同的模式下对车辆的速度与车距进行不同的控制；数据采集单元，用于采集车辆的状态变量x(t)，所述数据采集单元为距离传感器或速度传感器，所述状态变量x(t)包括相对距离和相对速度(Δd(t)，Δν(t))；控制单元，用于根据所述状态变量x(t)生成车辆控制变量u(t)，u(t)为车辆的加速度；评价单元，用于根据所述状态变量x(t)和控制变量u(t)对控制效果进行评价，如果评价结果为控制效果不符合要求，则使评价单元和控制单元进行在线学习；油门控制单元和制动控制单元，根据控制单元输出的控制变量u(t)，利用车辆动力学逆模型对油门和制动进行控制；其中，评价单元的输出为性能指标函数的近似值，根据性能指标函数的近似值来判断控制单元的控制效果是否符合要求，如果符合要求，则控制单元继续进行控制，否则评价单元和控制单元开始在线学习；或者当车辆的油门或者刹车被踩下时，车辆被切换为驾驶员操作方式，评价单元和控制单元开始在线学习，所述评价单元的在线学习是采用标准三层前向人工神经网络模型，利用评价单元的学习误差对评价单元进行学习，使评价单元的学习误差减小到预定值或者使学习次数达到预定值，所述控制单元的在线学习是在评价单元的在线学习收敛之后进行，采用标准三层前向人工神经网络模型，利用控制单元的学习误差对控制单元进行学习，使控制单元的学习误差减小到预定值或者使学习次数达到预定值，所述性能指标函数的近似值表示为：其中，γ为折扣因子，0＜γ≤1，r(t)为t时刻的回报，表示为：r(t)＝-(x(t)^TQx(t)+u(t)^TRu(t))＝-(ρ_dΔd(t)²+ρ_vΔν(t)²+ρ_aα(t)²)，其中ρ_d，ρ_v和ρ_a分别为相对距离、相对速度和加速度的调节权重，Q和R为调节参数，T表示转置矩阵，相对距离Δd(t)为实际距离与理想距离的差，相对速度Δν(t)为前车速度和本车速度差，α(t)为本车的加速度，评价单元的学习误差表示为：其中，e_c(t)＝γJ(t)-J(t-1)+r(t)，控制单元的学习误差表示为：其中e_a(t)＝J(t)-U_c(t)，式中U_c(t)设定为控制单元的性能指标函数的近似值J(t)能够接近的一个值。