为改善车辆自适应巡航控制(ACC)系统的功能并使其控制系统的性能更加完善,本文中研究一种ACC系统建模和分层控制方法。采用Prescan与Simulink建立了一种车辆纵向动力学模型,设计了具有上、下两层结构的自适应巡航控制系统,控制器基于Matlab/Simulink进行建模,上层结构通过最优控制理论计算出理想的期望跟车加速度,下层结构将期望跟车加速度作为输入量对车辆进行相应的加速和减速控制,通过对汽车距离差和相对速度的计算和推理,实时调整本车加速度。结果表明,所建立的巡航控制系统可以较好的实现车辆自适应巡航功能,并且保证良好的跟踪性、安全性和适应性。该控制算法具有响应速度快、超调量小、能够消除系统偏差等优点。

带启停巡航功能的全速自适应巡航控制是研究自动驾驶系统的基础。提出了一种分层控制方法实现全速巡航功能：上层控制器基于线性二次型最优控制的车辆自适应巡航控制系统；并在该系统之上分析启停巡航控制的运动特征，对车辆起步时的加速度进行修正，改变控制器的参数，实现了启停巡航控制；设计了一种启停巡航功能和ACC平滑过渡的方法；下层控制器来实现上层控制器的期望加速度。采用车辆动力学仿真软件Carsim与Matlab／Simulink联合仿真并将控制逻辑编写为C语言代码然后下载至实车控制器进行实车试验，试验结果与仿真结果表明所设计的控制器既能满足启停巡航控制平稳起步与制动停车的要求，同时满足高速ACC的较小跟踪距离误差和速度误差，证明了所设计控制器的有效性和实用性。