城市工况下S&G走停巡航控制与动力系统仿真：提升主动安全与降低疲劳

本文主要探讨了城市工况下汽车走—停巡航控制与仿真技术，针对车辆频繁启停导致的驾驶员疲劳问题，提出了一种分层的走—停巡航控制系统（S＆G）。S＆G系统旨在降低交通事故风险，特别是在城市交通环境中，通过优化车辆的制动和节气门控制，实现自动停车和行驶。 首先，文章建立了车辆动力学模型，这是仿真系统的基础。在Carsim软件中，模型包含了车身、传动、制动、转向、悬架、空气动力学以及轮胎等多个子系统的交互作用，以准确模拟车辆的实际运动行为。通过车头时距法确定安全距离，这是一种基于车辆动态性能的实时距离计算方法，确保了在行驶过程中保持足够的安全间距。 接下来，设计了上下两层控制策略。上层控制器采用最优控制理论，它负责制定全局策略，确保车辆在整个走停过程中能够遵循最优路径，比如在跟随前车行驶时，自动调整速度以保持与前车的稳定距离。下层控制器则采用了模糊PID控制，这是一种结合了模糊逻辑和PID（比例-积分-微分）控制的优点的混合算法，它能够根据实时路况灵活地调整车辆的加速或减速，以保证精确的响应速度。 在Simulink环境中，作者构建了一个仿真回路，对典型的S＆G工况进行了联合仿真。通过仿真，研究人员获得了车辆速度、加速度、相对距离以及节气门开度的变化曲线。这些曲线展示了系统在实际运行中的性能，包括如何有效地跟踪前车速度变化、何时自动启动或停止车辆，以及如何减少驾驶员的疲劳感。 最终，仿真结果证明了所设计的S＆G系统有效提高了车辆的主动安全性。在保持安全距离的同时，它能有效地减轻驾驶员的工作负担，避免因疲劳驾驶导致的交通事故，从而在城市交通拥堵情况下显著提升了道路行驶的安全性和效率。 本文通过理论分析和实际仿真，深入研究了城市工况下走—停巡航控制的关键技术和实施策略，为提高城市道路驾驶的安全性和舒适性提供了重要的技术支持。这项研究对于智能交通系统的发展具有重要意义。