基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计
基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计_仇成群
0 引 言
巡 航 控 制 系 统 （ cruise control system ， 缩 写 为 CCS），又称为恒速行驶系统。驾驶员通过巡航控制开 关设定某一个车速，在巡航控制期间，当风力和道路坡 度变化引起的汽车行驶阻力变化，行驶车辆能够自动变 换节气门开度或者进行档位自动转换，能够按存储在微 电脑内的汽车燃料最佳经济性规律稳态行驶。汽车定速 巡航控制系统自从 20 世纪 60 年代末、70 年代初起， 全球各大著名汽车厂家就竞相研制并将其装配在各自 公司的高级轿车上，由于微电脑技术迅速发展、电路集 成化水平不断提高，到 21 世纪初期，汽车巡航控制系 统日趋成熟。巡航控制系统通常采用多模块控制，成本 相对昂贵，限速较高，一般在 40 km/h 以上，检修技术 较高。国内汽车制造起步晚，技术落后，目前国内对汽 车巡航系统的研究还不是很成熟，系统控制的精度和稳 定性不高[1-7]。
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农业工程学报
2012 年
注：ROM 为只读存储器；RAM 为随机存储器；I/O 为输入输出接口；IC 为 集成电路板；CCS ECU 为巡航控制系统电控单元。
图 1 巡航控制系统组成图
Fig.1 Composition of cruise control system
注：|E|为速度误差绝对值；|EC|为速度误差变化率绝对值；Kp′为比例系数调 校参数；Ti′为积分系数调校参数；Td′为微分系数调校参数；Kp 为比例系数 参数；Ti 为积分系数参数；Td 为微分系数参数； 为比较环节；de/dt 为第 n 次速度误差与第 n-1 次速度误差的差值在采样周期内的变化（n 为大于 1 的自然数）。
1 模糊 PID 汽车巡航控制系统
1.1 传统 PID 控制在汽车巡航控制中的运用 CCS 由信号输入装置、巡航控制电控单元和执行器
模糊PID控制算法在智能小车中的研究与应用
模糊PID控制算法在智能小车中的研究与应用一、本文概述随着科技的快速发展和智能化水平的提高，智能小车在各个领域的应用越来越广泛，如无人驾驶、物流运输、环境监测等。
然而，智能小车的运动控制是一个复杂的问题，需要解决路径规划、避障、速度控制等多个方面的问题。
其中，速度控制是智能小车运动控制的核心问题之一。
传统的PID控制算法在速度控制方面有着广泛的应用，但由于其对于系统参数变化的敏感性，使得其在实际应用中往往难以达到理想的控制效果。
因此，本文提出了一种基于模糊PID控制算法的智能小车速度控制方法，旨在提高智能小车的运动控制精度和稳定性。
本文首先对模糊PID控制算法的基本原理和特点进行了介绍，然后详细阐述了模糊PID控制算法在智能小车速度控制中的应用方法。
在此基础上，通过实验验证了模糊PID控制算法在智能小车速度控制中的有效性和优越性。
本文的研究工作不仅为智能小车的运动控制提供了一种新的方法，同时也为模糊PID控制算法在其他领域的应用提供了有益的参考。
接下来，本文将从模糊PID控制算法的基本原理、智能小车的运动控制模型、模糊PID控制算法在智能小车速度控制中的应用方法、实验结果与分析等方面展开详细的阐述。
二、模糊PID控制算法的基本原理模糊PID控制算法是一种结合了模糊逻辑和传统PID控制算法的控制策略。
该算法利用模糊逻辑处理PID控制中的非线性、不确定性和复杂性问题，从而提高了系统的鲁棒性和控制精度。
模糊逻辑是一种基于模糊集合和模糊推理的控制系统设计方法。
在模糊逻辑中，变量不再局限于具体的数值，而是可以在一定的范围内取任意值，这种变量被称为模糊变量。
模糊逻辑通过模糊集合和模糊运算，能够处理不确定性、非线性和不精确性等问题，使系统更加适应复杂环境。
PID控制算法是一种经典的闭环控制算法，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
PID控制器通过比较实际输出与期望输出的偏差，根据偏差的大小和方向，调整控制量以实现系统的稳定控制。
基于模糊控制和PID控制自主车辆速度跟踪控制(含MATLAB仿真程序)
一、设计原理设计思想：油门控制采用增量式PID 控制算法,刹车控制采用模糊控制算法，最后通过选择规则进行选择控制量输入。
选择规则：首先定义速度偏差-50 km/h ≤e （k ）≤50km/h ，-20≤ec= e （k ）- e （k-1）≤20，阀值e swith =10km/h 。
若：e （k ）<0① e （k ）>- e swith and throttlr_1≠0 选择油门控制② 否则：先将油门控制量置0，再选择刹车控制 若：0<e （k ） 先选择刹车控制，再选择油门控制 若：e （k ）=0 直接跳出选择 刹车控制：刹车采用模糊控制算法1.确定模糊语言变量e 基本论域取[-50,50]，ec 基本论域取[-20,20]，刹车控制量输出u 基本论域取[-30,30]，这里我将这三个变量按照下面的公式进行压缩离散化：)]2(2[ba x ab n y +--= 其中，],[b a x ∈，n 为离散度。
e 、ec 和u 均取离散度n=3，离散化后得到三个量的语言值论域分别为：E=EC=U={-3,-2,-1,0,1,2,3}其对应语言值为{ NB,NM,NS,ZO, PS,PM,PB } 2.确定隶属度函数E/EC 和U 取相同的隶属度函数，边界选取钟形隶属度函数，中间取三角形隶属度函数，即：E EC U(,5,1)(,3,2,0)(,3,1,1)u (,2,0,2)(,1,1,3)(,0,2,3)(,1,5)g x trig x trig x trig x trig x trig x g x ∧∧--⎧⎪--⎪⎪--⎪=-⎨⎪-⎪⎪⎪⎩说明：边界选择钟形隶属度函数，中间选用三角形隶属度函数，图像略。
实际EC 和E 输入值若超出论域范围，则取相应的端点值。
3.模糊控制规则由隶属度函数可以得到语言值隶属度（通过图像直接可以看出）如下表：表1：E/EC 和U 语言值隶属度向量表设置模糊规则库如下表：表2：模糊规则表3.模糊推理由模糊规则表3可以知道输入E 与EC 和输出U 的模糊关系，这里我取两个例子做模糊推理如下：if (E is NB) and (EC is NM) then (U is PB)那么他的模糊关系子矩阵为：1211U EC E R R R R ⨯⨯=其中，711)0,,0,5.0,1(0⨯== P R E ,即表1中NB 对应行向量，同理可以得到，712)0,,0,5.0,1,0(1⨯== P R EC , 711)0,,0,5.0,1(0⨯== P R U77210000000000005.05.00005.010)0,,0,5.0,1,0()0,,0,5.0,1(⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⨯=⨯TEC E R R 49121)0,,0,5.0,5.0,0,0,0,0,0,5.0,1,0(⨯= EC E R7491211000000005.05.00005.0100000)0,,0,5.0,1()0,,5.0,1,0(⨯⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⨯=⨯=TU EC E R R R if (E is NB or NM) and (EC is NB) then (U is PB)21211()E E EC U R R R R R =⨯⨯，结果略。
基于模糊控制的车辆自适应巡航研究及仿真
基于模糊控制的车辆自适应巡航研究及仿真设计了一种基于模糊控制理论的车辆自适应巡航双输入单输出控制器，系统综合考虑了自车与前车之间的车距、车速、加速度等因素，并利用遗传算法优化模糊控制隶属度函数与控制规则。
在此基础上，通过simulink进行仿真，仿真结果表明，本文设计的系统能有效进行速度与车距控制，且驾乘性能良好。
标签：自适应巡航；模糊控制；遗传算法0 引言近年来，中国已成为全球最大的汽车产销国，而随着汽车保有量的增加，道路拥挤，交通事故频发等问题也日益突出，汽车的安全性正日益受到汽车厂商和消费者的关注。
自适应巡航控制（简称ACC）系统是在定速巡航控制（简称CC）系统的基础上研发的新一代汽车主动安全辅助驾驶系统[1]。
ACC系统不仅继承了CC系统的功能，还能够根据车辆当前行驶状况与道路环境变化，实时控制自车与前车之间的相对车距和相对速度以匹配车流[2]，有效地减轻了驾驶员在驾驶过程中的操作负担，提高了道路的交通流量，改善了车辆行驶的舒适性和主动安全性。
ACC系统非常实用，且有着广阔的市场前景，但是目前市场上的ACC产品主要由国外厂商研制生产，国内对相关技术研发比较滞后，因此进行有关于ACC 系统的研究是很有必要的。
1 基于模糊控制的ACC设计本文设计的ACC系统采用分层控制，上层控制器采用模糊控制，将自车与前车的车速、车距等信息作为输入，由模糊控制器换算出期望加速度。
下层控制器将该期望加速度作为输入，结合下层车辆动力学系统进行节气门开度和制动压力控制，使汽车的实际加速度达到期望加速度[3]。
同时，系统主要适用于车辆在高速及一级公路行驶路况，速度限制60～120km/h，根据相关国家标准[4]，将最大减速度设置为-3m/s2，最大加速度设置为2m/s2。
根据文献[5]的研究，同一车道中前后两车行进时，若自车速度大于前车速度，则自车减速至与前车速度相等时，自车不会追尾前车。
基于车辆制动过程模型，以两车行进中的临界安全车距作为理论安全车距：（1）其中：t1为驾驶员反映及制动协调时间，取t1=1.15s；t2为制动力增加时间，取t2=0.5s；L为两车安全停车距离，取L=5m（1）模糊控制器采用双输入单输出模式，输入变量为期望车距与实时车距的偏差（符号P1，取-200～200m）与自车与前车的速度差（符号P2，取-16.67～16.67m/s），输入变量为自车期望加速度（符号Q，取-3～2m/s2）。
基于模糊控制的汽车自适应巡航系统设计
and improves the accuracy and stability of the cruise process.
列问题，不断增加的汽车数量所带来的交通拥堵、能
身参数会发生变化，易对车辆动力性能和整车控制
源消耗、空气污染等方面的问题日益突出，提升汽车
器操作功能产生不利影响，进而影响驾驶体验甚至
的电动化及智能化水平作为解决包括降低能源消
导致控制器失效，因此设计与研究巡航系统模型与
耗、确保行车过程安全稳定、减轻驾驶负担等问题的
巡航控制及高速行驶中的定速控制（引导车辆大于
航系统及跟车巡航控制过程具有复杂性、非线性及
安全车距或前方无引导车辆时以预设车速行驶）及
不确定性的特点，该文以分层控制原理为依据，对车
距离控制（前方有车辆行驶于安全车距内且其速度
辆 巡 航 控 制 系 统（CCS，恒 速 行 驶 系 统）主 要 构 成 为
-171-
《电子设计工程》2021 年第 9 期
2.2.2
输出语言变量
对输出语言变量进行定义（共包含 3 个），即比
航和跟车巡航间自适应切换，通过模糊 PID 控制确
保系统性能的实现 [13]。
例 系 数 调 校 参 数（由 Kp′表 示）、积 分 系 数 调 校 参 数
3.1
Ti′、Td′对应的语言值均可定义为{零(Z)，小(S)，中(M)，
在对控制系统模糊规则进行制定时，需对包括
车加速度、
车间距及速度误差等）为依据对当前车辆所
模糊PID控制器设计
模糊PID控制器设计PID控制器是一种常用的自动控制算法，广泛应用于各种工业过程中。
在实际应用过程中，由于系统的复杂性和非线性等原因，常常需要设计模糊PID控制器来提高系统的鲁棒性和控制性能。
1.确定系统的控制目标和性能指标：首先需要明确系统的控制目标，例如稳定性、响应速度、抗扰性等，然后确定对应的性能指标，例如超调量、调整时间、稳态误差等。
2.建立模糊控制规则库：根据系统的特性和控制目标，设计一套模糊控制规则库。
规则库一般包括模糊化、模糊规则以及解模糊化三个部分。
-模糊化：将输入目标和输入量经过模糊化，得到模糊量化值。
常见的模糊化方法有隶属函数法和三角函数法等。
- 模糊规则：根据经验规则和专家知识，设计一系列的模糊规则。
模糊规则一般采用if-then的形式，其中if部分是输入量模糊化后的模糊量化值，then部分是输出量的模糊量化值。
-解模糊化：将模糊量化值转化为具体的控制量。
常见的解模糊化方法有最大值法、加权平均法和中心平均法等。
3.设计模糊推理机制：模糊控制器的核心是模糊推理机制，通过模糊推理机制来根据输入的模糊量化值和模糊规则库来得到输出的模糊量化值。
常见的模糊推理机制有模糊与运算和模糊或运算等。
4.调整模糊PID控制器参数：根据系统的特性和性能指标，通过试验或者仿真的方法，对模糊PID控制器的参数进行优化调整。
一般可以采用遗传算法、粒子群算法等优化算法来进行参数调整。
5.实时控制和优化：将设计好的模糊PID控制器实时应用于控制系统中，并根据系统的反馈信号对控制器进行实时优化和参数调整，以达到更好的控制性能。
模糊PID控制器相比传统的PID控制器具有更好的鲁棒性和适应性，可以应对各种复杂、非线性的工业控制系统，提高控制精度和控制性能。
在实际应用中，需要根据具体的系统特性和性能需求来设计合适的模糊PID控制器，并经过实验和调整来优化控制效果。
同时，也需要考虑到计算复杂度和实时性等因素，确保控制系统的稳定性和可靠性。
基于模糊PID系统的自动控制器设计分析
基于模糊 ＰＤ系统 的 自动控制器设 计分析 Ｉ
孙 爽
（ 山国丰钢铁有 限公司 ， 唐 河北 唐 山 ０ ３ ０ ） ６３ ０ Nhomakorabea摘
要： 首先介绍 了模糊控制 理论， 然后对 Ｐ Ｉ Ｄ系统 及其 工作原理进行描述 ， 最后 完成实例 自 适应模 糊 Ｐ 控制器设计并对模 糊控制理论 的 Ｉ Ｄ
最 大 限度地 减 小偏 差 ； 变 得 复杂 时 ， 以对 其工 作特 性 进 行精 确 描述 。而 且 ， 样 的数 学 难 这 （） 分环 节 的作 用 是 消除 系统 的稳 态 误 差 ， ２积 提高 系 统 的无 差 模 型 结构 也 不利 于表 达和 处理 有 关 受 控对 象 的一 些 不 确 定信 息 ， 度； 更 不 利 于人 的经 验 、 识 、 巧和 直 觉 推 理 ， 以难 以对 复 杂系 统 知 技 所 （） 分 环节 的 作用 是 改善 系 统 的动 态特 性 ， ３微 在偏 差 信 号 值变 进 行有 效地 控 制 。 与传 统 的 ＰＤ控 制方 式 相 比， Ｉ 模糊 控 制理 论特 别 到太 大之 前 ， 制器 就 产 生一 个 早期 修正 信 号指 令 ， 而加 快 系统 控 从 适 合用 在难 以建立精 确 数学 模 型 的时候 。 的调 节速 度 ， 减少 调节 时 间 。 １ 模 糊 控 制 理 论 ３ 模 糊 ＰＤ控制 原理 Ｉ 模 糊控 制 是近 几 年兴 起 的基 于 数学 原 理 的新 型控 制 方 法 。过 目前 ， 内温 度 检测 和 控制 比较 常见 ， 面 以此 应用 为 例 详 细 国 下 去的控 制 的优 劣 是取 决 于 系统 模 式 的精确 度 ， 就 是说 ， 想达 到 也 要 说 明模糊 控制 。 温度 控 制在 很 多领域 都有 涉及 和应 用 ， 是大 都采 但 精 确控 制 的 目的 ， 须 持有 丰 富的关 于系 统动 态 的信 息和 指令 。 必 但 用传 统 的 Ｐ Ｃ或 单片 机控 制 ， Ｌ 也就 是传 统 的 ＰＤ控 制 算法 ， 而随 Ｉ 然 是 在 实 际操 作 中 我们 发 现 ， 统 越 复 杂 ， 往 变量 就 越 多 ， 成 了 系 往 造 着 科 学技 术 的进 步 ， 度控 制 要求 更精 确 、 温 更智 能化 的控 制体 系 。 描 述 系统 动态 的难 度 。 直 以来 ， 一 工程 师 都希 望通 过各 种方 法 来达 ３ １ 模 糊 ＰＩ 控 制 系 统 结 构 ． Ｄ 到 简化 系 统 的 目的 ， 是控 制 的效 果却 不 理想 。因此 ， 去 的控 制 但 过 模 糊 ＰＤ控 制 系统 分 为 ２个 部分 ，即可控 ＰＤ 系统 和 模 糊控 Ｉ Ｉ 理 论 其实 更 适应 简 单而 又 明确 的 系统 控制 ，面对 处 理变 量 较 多 的 制 系 统 。 控系 统 主要任 务 是完 成直 接通 知 ， 可 模糊 控制 主要 任 务是 复 杂系 统 或者 精确 系统 ， 糊控 制理 论 的用 处显 得很 局 限 。 模 模糊 控 对 ＰＤ 参数 的在 线 修正 。 Ｉ 制 理 论也 在此 背 景下应 运 而生 。
基于PID算法的汽车巡航系统研究
基于PID算法的汽车巡航系统研究毕强【摘要】设计了基于freescale单片机的汽车巡航系统控制器,它能够判断设定车速和实际车速之间的差值,采用PID控制算法,对发动机节气门开度进行闭环控制。
设计了CAN总线接口,方便系统与其它车载电子系统的通信和信息交换。
该控制器结合适当的执行结构,就可以自动保持车辆的定速行驶,减轻了驾驶疲劳,提高了车辆的安全性。
%Aimed at the security and the comfort capability request, the car crmse system t Gt：5） based on tree scale single chip was designed. The system estimate the difference of the set car speed and the actual car speed, adopt the PID arithmetic, control the valve of the accelerograph in closed loop. And the CAN bus interface was designed, make the communication with other electronic system on the car conveniently. This system can keep the car speed automatically, lighten the drive tire, and improve the security of the car.【期刊名称】《九江职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P12-14,9)【关键词】巡航控制;PID算法;Freescale单片机;CAN总线【作者】毕强【作者单位】九江职业技术学院,江西九江332007【正文语种】中文【中图分类】TM38随着国民消费水平的提高,人们对于汽车的舒适性的要求越来越高。
基于模糊PID控制器的控制方法研究
基于模糊PID控制器的控制方法研究一、本文概述随着科技的进步和工业的快速发展，控制系统的精确性和稳定性成为了诸多领域，如自动化、机器人技术、航空航天等的关键需求。
PID （比例-积分-微分）控制器作为经典的控制策略，已被广泛应用于各种实际工程问题中。
然而，传统的PID控制器在面对复杂、非线性和不确定性的系统时，其性能往往会受到限制。
因此，寻求一种更加灵活、适应性强的控制方法成为了当前的研究热点。
本文旨在探讨和研究基于模糊PID控制器的控制方法。
模糊PID控制器结合了传统PID控制器的优点和模糊逻辑控制的灵活性，能够在不确定和非线性环境中实现更为精准和稳定的控制。
文章首先将对模糊PID控制器的基本原理进行介绍，包括其结构、特点和工作机制。
然后，通过对比实验和仿真分析，评估模糊PID控制器在不同场景下的控制效果，并探讨其在实际应用中的潜力和挑战。
文章还将讨论模糊PID控制器的参数优化方法，以提高其控制性能和鲁棒性。
本文的研究不仅有助于深入理解模糊PID控制器的控制机理，也为相关领域提供了一种新的控制策略选择，对于推动控制理论的发展和应用具有重要的理论价值和实践意义。
二、模糊PID控制器的基本原理模糊PID控制器是一种结合了模糊逻辑与传统PID控制算法的控制方法。
它旨在通过引入模糊逻辑的优点，改善传统PID控制在处理复杂、非线性系统时的不足。
模糊化过程：将PID控制器的三个主要参数——比例系数(Kp)、积分系数(Ki)和微分系数(Kd)进行模糊化。
这通常涉及到将连续的参数值映射到一组离散的模糊集合上，如“小”“中”和“大”。
模糊推理：在模糊化之后，模糊PID控制器使用模糊逻辑规则对输入误差(e)和误差变化率(ec)进行推理。
这些规则通常基于专家知识和经验，旨在确定如何调整Kp、Ki和Kd以优化系统性能。
解模糊化：经过模糊推理后，得到的输出是模糊的。
为了将这些输出应用于实际的控制系统，需要进行解模糊化过程，即将模糊输出转换为具体的、连续的控制信号。
基于模糊控制的汽车巡航系统
１２ 系 统 的 控 制 ．
功 能
岛 Ａ Ｃ 系 统 的 Ｃ 主要 功 能 是 实 现 汽 车 的 恒 速 控 制 和 跟 车 控 制 。 其 中 ， 速 控 制 是 最 恒 基 本 的 功 能 。 为 了实 现 恒 速 控制 ， 巡 航 系 统 是 一 个
、
可 以利用 控制 开关 ， 将保 持恒 速 、 减速 、 加速 、 复原 恢 速 等命令输 入计算 机 ； 当驾驶 员操 纵恒 速开 关时 ， 计 算 机记忆 调 节 后 的 车 速 ， 始 进 行 恒 速行 车 控 制 。 开 汽 车 Ｅ Ｕ（ Ｃ 电控单元 ） 过分 析 比较记 忆车速 和实际 通 车速 ， 采取相 应 的控 制策 略控制 驱 动执 行部件 ， 行 执 部件 再改变 发 动 机节 气 门的 开度 ， 而 改变 了发 动 从 机输 出的功率 ， 经过 变速器变 换 后 ， 可 以变换 成适 就 当的驱动力 ， 而保证 车速保 持在设定 的车速 ¨３。 从 ’ Ｊ 系统 中车速 传感 器 、 气 门 位 置传 感 器 和 执行 节 器技术 已经 相对 成 熟 ， 因此 系统 速 度 的控 制精 度 主 要取决 于控制 器所采 用 的控 制 策略 。本文 采用 模糊 控 制 的方 法 。
农 机 使 用 与 维 修
７ ３
表 １ 油 门控 制 的对 照 表
艇
减 速
匀 速 加 速
负 中
负 中 正
正 大
正 中 中 间
正小
正 ，、 Ｊ 负 小
中间
负 中 负 大
束 ； 障检 测与 处理 主要 实现 信 号丢 失 、 行器 等 故 故 执 障 。在 速 度控 制 中要 检 测 系统 巡 航 应 用 的 范 围 ， 如 当速度 降低 到一 定数 值 以后 ， 出巡 航 状态 ； 退 当检 测 到刹 车被踩 下 时 ， 统需要 退 出巡航 状态 。 系 软件 流程如 图 ４所示 。
基于模糊PID的汽车自适应巡航控制策略研究
基于模糊PID的汽车自适应巡航控制策略研究Li Shihao;Wu Yan;Lu Yu【摘要】针对汽车自适应巡航系统安全性问题,提高ACC车辆对前方车辆的跟随能力,建立模糊PID控制策略,对本车车速和安全距离进行联合控制,使车辆能够实时准确快速跟踪前车的行车动态.仿真结果表明,该模型保证了良好的控制效率和准确性.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)023【总页数】3页(P176-177,210)【关键词】自适应巡航;模糊控制;PID控制【作者】Li Shihao;Wu Yan;Lu Yu【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】U462前言ADAS(Advanced Driving Assistance System)是传统汽车走向无人驾驶汽车的重要实现路径，是智能驾驶的最好落脚点，汽车的智能化和安全化已经成为国内外研究热点。
自适应巡航系统(ACC)能够在特定环境下代替驾驶人，使其免于对制动踏板和加速踏板的操作，有效的减轻了驾驶人的疲劳、降低了道路的交通事故率。
目前，国内外对ACC系统的研究主要集中在控制策略方面，根据信息感知单元获取的前车动态进而控制执行单元，如油门控制器、制动控制器和挡位控制器。
文献[1]根据自车的加速度对ACC工况进行划分，将ACC工况分为巡航、稳态跟随和瞬态跟随。
但是并未充分考虑到前车加速度对ACC车辆的影响。
文献[2]基于自适应神经网络设计了 ACC控制器，但由于算法复杂，不能被广泛应用。
本文综合考虑各个控制算法的优缺点，选择模糊PID控制对汽车纵向ACC的上层控制器进行设计，根据车载雷达采集的非线性数据，在线调整PID控制器参数，提高系统的动态响应。
1 自适应巡航系统工作原理自适应巡航系统是定速巡航系统的升级，是车速巡航系统与防撞预警系统的组合。
在行车过程中，车载雷达通过识别车辆的周边环境，计算出前方车辆的速度、相对距离与加速度信息，车载ECU调节节气门的开度和制动主缸的压力，对自车的车速进行控制，保证与前方车辆的安全距离和相对车速，弥补了定速巡航系统的不足。
基于模糊PID的汽车巡航控制系统研究
1910.16638/ki.1671-7988.2020.24.007基于模糊PID 的汽车巡航控制系统研究*张宝玉（江苏食品药品职业技术学院，江苏 淮安 223001）摘 要：汽车巡航控制系统（以下简称“CCS ”）可以降低汽车排气污染，文章为提高汽车巡航的精度和稳定性，在研究模糊PID 控制方法基础上，结合Matlab/Simulink 对汽车巡航模糊控制进行了建模，为后续仿真工作以及结构优化提供了可靠保障。
关键词：模糊巡航；车辆动力学系统；建模；响应速度中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)24-19-03Research on Automobile Cruise Control System Based on Fuzzy PID *Zhang Baoyu（Jiangsu Food & Pharmaceutical Science College, Jiangsu Huai ’an 223001）Abstract: Automobile cruise control system (Shorthand "CCS") can reduce automobile exhaust pollution. In this paper, in order to improve the accuracy and stability of automobile cruise, based on the study of fuzzy PID control method, com -bined with Matlab/Simulink to model the automobile cruise fuzzy control, Providing a reliable guarantee for subsequent simulation work and structural optimization.Keywords: Fuzzy cruise; Vehicle dynamics system; Modeling; Response speed CLC NO.: U495 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)24-19-031 汽车巡航控制原理汽车巡航系统是一个典型的闭环反馈控制系统，其原理如下图1所示。
《基于综合PID算法的汽车巡航控制系统》_自动控制理论课程设计报告
《自动控制理论》课程设计报告题目：基于综合PID算法的汽车巡航控制系统姓名：**班级：自1202 学号： ********2014年7月基于综合PID算法的汽车巡航控制系统设计报告摘要：随着我国经济实力的不断增强，人们的生活水平也在不断提升，伴随着的汽车消费也进入了大众化阶段，人们对汽车驾驶的安全性和舒适性要求也越来越高。
汽车巡航控制技术的不断革新正是这一现象的重要体现。
本设计报告所研究的汽车巡航控制系统是一种闭环控制，综合采用位置式和增量式PID控制算法。
由于位置式PID控制算法运算量大，对微处理器的性能要求高，增量式PID控制算法抗外界干扰能力弱，所以PID控制器的微分环节采用位置式PID控制算法，积分和比例环节采用增量式PID控制算法，以此弃其不足，集其长处，综合两者以达到最佳的控制效果。
关键词：巡航控制、位置式PID控制算法、增量式PID控制算法、仿真研究Abstract:With the growing of China's economic strength, people's living standards are rising too.Along with the automobile consumption has also entered the popular phase.The vehicle driving safety and comfort were required higher and higher.The new innovation of vehicle cruise control technology is one of the important embodiment of this phenomenon.This design report study of vehicle cruise control system is a closed-loop control system.It is comprehensive used position type and incremental PID control algorithm. For the position type PID control algorithm’s computational is very large,it must be have high performance microprocessor.I ncremental PID control algorithm’s ability of resist Outsider Interference is very weak.So,PID controller’s differentiation element is utilized position type PID control algorithm,its integral and proportional element is utilized incremental PID control algorithm.This method can abandon its disadvantage and set its strengths, Integrated both two in order to achieve the best control effect.Keywords:Cruise control,Position type PID control algorithm,Incremental PID control algorithm,Simulation study1.引言汽车巡航控制系统，简称CCS。
基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计
基于Ｍａｔｌａｂ和模糊ＰＩＤ的汽车巡航控制系统设计仇成群刘成林沈法华陈杰盐城师范学院物理科学与电子技术学院，盐城２２４００２ 摘要：该文设计了一种基于Ｍａｔｌａｂ和模糊比例积分微分ＰＩＤ （ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－ｉｎｔｅｇｒａｌ－ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）的汽车定速巡航控制系 统，该巡航控制系统由模拟数字信号输入装置、定速巡航控制电子控制单元和节气门执行器等器件组成。
为提高汽车巡 航的精度和稳定性，提出了一种基于Ｍａｔｌａｂ和模糊ＰＩＤ的自适应模糊控制方法，该控制算法在线优化模糊控制规则以及 输出比例因子，既保留了传统模糊控制的优点，又有效改善了系统的控制品质，实车试验结果表明，试验车（上海大众 帕萨特１．８ ＭＴ）在４０、６０、８０、１００ ｋｍ／ｈ定速巡航控制系统稳定时间分别在３８、５３、６５、８０ ｓ，超调量分别是０．５、０．４、 １．２、１．０ ｋｍ／ｈ。
该系统稳定速度快，超调量小，系统工作稳定，可以较好地满足汽车巡航系统中控制需求。
汽车；控制系统；模糊控制；速度；Ｍａｔｌａｂ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ． １００２－６８１９．２０１２．０６．０３２ＴＰ２７３Ａ１００２－６８１９（２０１２）－０６－０１９７－０６２０１１－０１－２５２０１１－０８－１８基金项目：江苏省高校自然科学基金项目（项目编号：１０ＫＪＢ１７００１２）；江苏省教育厅产业化资助项目（项目编号：ＪＳ１０－４４）作者简介：仇成群（１９８０－），男，江苏盐城人，讲师，主要从事汽车电子产品设计与应用、模糊逻辑和神经网络研究等。
盐城 盐城师范学院物理科学与电子技术学院，２２４００２。
Ｅｍａｉｌ：ｑｉｕｃｈｅｎｇｑｕｎ２０００＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ刘成林（１９６４－），男，江苏盐城人，博士，教授，主要从事模糊逻辑和光电技术研究等。
盐城 盐城师范学院物理科学与电子技术学院，２２４００２。
Ｅｍａｉｌ： ｑｃｑｑｃｑ＠１２６．ｃｏｍ万方数据万方数据 由图５可见，巡航车速接万方数据万方数据＠＠［１］ 王连军．汽车巡航控制系统的使用与发展［Ｊ］．中国高新技 术企业，２００９，１２１（１０）： ９－１０．Ｗａｎｇ Ｌｉａｎｊｕｎ． Ｕｓｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ， ２００９，１２１（ １０）： ９ － １０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［２］ 付百学，马彪，潘旭峰．现代汽车电子技术［Ｍ］．北京：北 京理工大学出版社，２００８： ６８－１１９．＠＠［３］ 吕安涛，毛恩荣，宋正河，等．一种拖拉机自动驾驶 复合模糊控制方法［Ｊ］．农业机械学报，２００６，３７（４）： １７－２０．Ｌü Ａｎｔａｏ， Ｍａｏ Ｅｎｒｏｎｇ， Ｓｏｎｇ Ｚｈｅｎｇｈｅ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｃｏｍｐｌｅｘ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｒａｃｔｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｔｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ， ２００６， ３７（４）： １７－２０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［４］ Ｋａｉｚｕ Ｙ， Ｙｏｋｏｙａｍａ Ｓ， Ｉｍｏｕ Ｋ， ｅｔ ａｌ． Ｖｉｓｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｒｉｃｅ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒ［Ｃ］／／２００４ ＣＩＧＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： ＩＥＥＥ， ２００４： １４４－ １４７．＠＠［５］ 周俊，姬长英．视觉导航轮式移动机器人横向预测模糊控 制［Ｊ］．农业机械学报，２００２，３３（６）： ７６－７９． Ｚｈｏｕ Ｊｕｎ， Ｊｉ Ｃｈａｎｇｙｉｎｇ． Ｌａｔｅｒａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｆｕｚｚｙ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｗｈｅｅｌｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔ ｎａｖｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ， ２００２， ３３（６）： ７６－７９． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［６］ Ｎｏｇｕｃｈｉ Ｎ， Ｗ ｉｌｌ Ｊ， Ｒｅｉｄ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅ ｒｏｂｏｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｆａｒｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］． Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， ２００４， ４４（１）： １－１９．＠＠［７］ 王立新，王迎军．模糊系统和模糊控制［Ｍ］．北京：清华大 学出版社，２００３： １２０－１６５．＠＠［８］ 闻新，周露，李东江，等．Ｍａｔｌａｂ模糊逻辑工具箱的分析 与应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００１： ７９－１６９．＠＠［９］ Ｍｉｚｕｍｏｔｏ Ｍ． Ｍｉｎ－ｍａｘ－ｇｒａｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｖｅｒ ｓｕｓ ｐｒｏｄｕｃｔ－ｓｕｍ－ｇｒａｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｅ， Ⅳ ＩＦＳＡ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（Ｐａｒｔ Ｅ）． Ｂｒｕｓｓｅｌｓ： ＩＥＥＥ， １９９１： １２７－ １３０．＠＠［１０］ Ｍｉｚｕｍｏｔｏ Ｍ． Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｂｙ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｆｕｚｚｙ Ｓｙｓｔｅｍ． Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ： ＩＥＥＥ， １９９２： ７０９－７１５．＠＠［ １１ ］ Ｘｕ Ｊｉａｎｘｉｎ， Ｈａｎｇ Ｃｈａｎｇｃｈｉｅｈ， Ｌｉｕ Ｃｈｅｎ． Ｐａｒａｌｌｅｌ ｓｔｒｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｕｎｉｎｇ ｏｆ ａ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］． Ａｕｔｏｍａｔｉｃａ， ２０００， ３６（５）： ６７３ －６８４．＠＠［１２］ Ｋｏｃａａｒｓｌａｎ Ｉ， Ｃａｍ Ｅ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ［Ｊ］． Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ２００７， ４８（３）： ７８７－ ７９６．＠＠［１３］ Ｚｈａｎｇ Ｚ． Ａ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ２０００， ２２（１１）： １３３０－１３３４．＠＠［１４］ Ｇｒｅｇ Ｍ， Ｍｉｋｅ Ｍ Ｄ， Ｍａｒｋ Ｂ Ｓ． Ｔｏｗａｒｄｓ ａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００１， ９（１）： ３－５１．＠＠［１５］ Ｈｉｇａｓｈｉｍａｔａ Ａ， Ａｄａｃｈｉ Ｋ， Ｈａｓｈｚｕｍｅ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｈｅａｄｗａｙ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＡＣＣ［Ｊ］． ＪＳＡＥ Ｒｅｖｉｅｗ， ２００１， ２２（２）： １５－２２．＠＠［１６］ Ｍａｙｒ Ｒ． Ｒｏｂｕｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］／／ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｔａｍｐａ： ＩＥＥＥ， １９９８： ４８７－４９２．＠＠［１７］ Ｌｉｕ Ｚｈａｏｄｕ， Ｌｕ Ｊｉａｎｇ， Ｓｈｉ Ｋａｉｂｉｎ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＡＢＡ／ＡＳＲ／ＡＣＣ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃａｒｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００１， １０（３）： １０４－１０８．＠＠［１８］ Ｖｌａｄ Ｏ Ｐ， Ｆｕｋｕｄａ Ｔ， Ｖａｃｈｋｏｖ Ｇ． Ｎｅｕｒｏ－ｆｕｚｚｙ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｕｓｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｉｍｐｌｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｃ］／／ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｉｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ． Ｋｏｂｅ： ＩＥＥＥ， ２００３： １４６９－ １４７４．＠＠［１９］ Ｋｉｍ Ｊ Ｈ， Ｌｅｅ Ｓ Ｈ， Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｍｅｉ． Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００９， １６（５）： ７８９－７９３．万方数据＠＠［２０］ Ｌｅｎｇ Ｇ， Ｔｈｏｍａｓ Ｍ Ｇ， Ｇｉｒｉｊｅｓｈ Ｐ． Ａｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｏｎ－ｌｉｎｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｚｚｙ ｒｕｌｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ ｆｕｚｚｙ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］． Ｆｕｚｚｙ Ｓｅｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２００５， １５０（２）： ２１１－ ２４３．＠＠［２１］陈汉玉，左承基，袁银男，等．轻度混合动力汽车运行模式控制［Ｊ］．农业工程学报，２０１ １，２７（１０）： ６１ － ６７．Ｃｈｅｎ Ｈａｎｙｕ， Ｚｕｏ Ｃｈｅｎｇｊｉ， Ｙｕａｎ Ｙｉｎｎａｎ， ｅｔ ａｌ． Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｉｌｄ ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２０１１， ２７（１０）： ６１ －６７．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｌａｂ ａｎｄ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ Ｑｉｕ Ｃｈｅｎｇｑｕｎ Ｌｉｕ ＣｈｅｎｇｌｉｎＳｈｅｎ Ｆａｈｕａ Ｃｈｅｎ Ｊｉｅ万方数据基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计作者：仇成群， 刘成林， 沈法华， 陈杰， Qiu Chengqun， Liu Chenglin， Shen Fahua， Chen Jie作者单位：盐城师范学院物理科学与电子技术学院,盐城,224002刊名：农业工程学报英文刊名：Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering年，卷(期)：2012,28(6)被引用次数：10次参考文献(21条)1.王连军汽车巡航控制系统的使用与发展[期刊论文]-中国高新技术企业 2009(10)2.付百学;马彪;潘旭峰现代汽车电子技术 20083.吕安涛;毛恩荣;宋正河一种拖拉机自动驾驶复合模糊控制方法[期刊论文]-农业机械学报 2006(04)4.Kaizu Y;Yokoyama S;Imou K Vision-based navigation of a rice transplanter 20045.周俊;姬长英视觉导航轮式移动机器人横向预测模糊控制[期刊论文]-农业机械学报 2002(06)6.Noguchi N;W ill J;Reid J Development of a master-slave robot system for farm operations 2004(01)7.王立新;王迎军模糊系统和模糊控制 20038.闻新;周露;李东江Matlab模糊逻辑工具箱的分析与应用 20019.Mizumoto M Min-max-gravity method ver sus product-sum-gravity method for fuzzy controls 199110.Mizumoto M Realization of PID controls by fuzzy control methods 199211.Xu Jianxin;Hang Changchieh;Liu Chen Parallel strcture and tuning of a fuzzy PID controller 2000(05)12.Kocaarslan I;Cam E Experimental modeling and simulation with adaptive control of a power plant 2007(03)13.Zhang Z A flexible new technique for camera calibration 2000(11)14.Greg M;Mike M D;Mark B S Towards an understanding of adaptive cruise control 2001(01)15.Higashimata A;Adachi K;Hashzume T Design of a headway distance control system for ACC 2001(02)16.Mayr R Robust performance for autonomous intelligent cruise control systems 199817.Liu Zhaodu;Lu Jiang;Shi Kaibin Integrated ABA/ASR/ACC system for cars 2001(03)18.Vlad O P;Fukuda T;Vachkov G Neuro-fuzzy motion controller design using improved simple genetic algorithm 200319.Kim J H;Lee S H;Wang Hongmei Similarity measure application to fault detection of flight system[期刊论文]-Journal of Central South University of Technology(English Edition) 2009(05)20.Leng G;Thomas M G;Girijesh P An approach for on-line extraction of fuzzy rules using a self-organizing fuzzy neural network 2005(02)21.陈汉玉;左承基;袁银男轻度混合动力汽车运行模式控制 201 (10)引证文献(10条)1.仇成群基于LabVIEW和模糊PID的汽车巡航控制系统设计[期刊论文]-机械工程师 2013(3)2.仇成群基于LabVIEW的汽车巡航控制系统设计[期刊论文]-装备制造技术 2013(2)3.田泱.仇成群基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计[期刊论文]-机械工程师 2013(10)4.赵秀春.徐国凯.张涛.葛平淑基于模糊控制的车辆自适应巡航系统设计[期刊论文]-大连民族学院学报 2013(5)5.王艳平.冯世杰基于机器视觉的茶叶等级区分[期刊论文]-信阳农业高等专科学校学报 2012(3)6.王畅.秦加合.郭明华.孙勤英.张文霞智能汽车换道控制算法的仿真研究[期刊论文]-计算机工程与设计 2013(7)7.孙骏.徐回.胡悦混联式混合动力叉车能量管理策略研究[期刊论文]-汽车工程学报 2013(6)8.吴付威.秦加合.任超伟.牛增良.张俊磊高速公路智能汽车自动超车控制算法仿真研究[期刊论文]-计算机工程与设计2013(7)9.王志洪.邵毅明.曹初一种汽车自适应前大灯控制系统的控制方法[期刊论文]-科学技术与工程 2013(34)10.董全成.冯显英基于自适应模糊免疫PID的轧花自动控制系统[期刊论文]-农业工程学报 2013(23)引用本文格式：仇成群.刘成林.沈法华.陈杰.Qiu Chengqun.Liu Chenglin.Shen Fahua.Chen Jie基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计[期刊论文]-农业工程学报 2012(6)。
基于汽车行驶速度随动系统的模糊PID控制及仿真
Ec 、 U ，是一个双输入三输出的二维模糊控制器。速度
偏差 E 、速度偏差变化率 Ec 和输出论域 U 均用 NB（负 大）、NM（负中）、NS（负小）、Z0（零）、PS（正小）、
第 37 卷第 5 期
准论域分配结果如表 1 所示。
唐山师范学院学报
输出部分标准论域分配结果如表 2 所示。
k p ki kd 0.05 ，
表1
e 和 ec 的标准化论域 ec
e
-6 NB NM NS ZO PS PM PB 1 0.2 0 0 0 0 0 -5 0.8 0.7 0 0 0 0 0 -4 0.4 1 0.1 0 0 0 0 -3 0.1 0.7 0.5 0 0 0 0 -2 0 0.2 1 0.1 0 0 0 -1 0 0 0.8 0.6 0 0 0
e
NB NB NM NS ZO PS PM PB PS PS ZO ZO ZO PB PB NM NS NS NS NS ZO ZS PM
表4
ki 的模糊控制规则 ec
NS NM NM NS NS ZO PS PS ZO NM NS NS ZO PS PS PM PS NS NS ZO PS PS PM PM PM ZO ZO PS PM PM PB PB PB ZO ZO PS PM PB NB PB
────────── 收稿日期：2015-06-09 作者简介：白永鑫（1979-） ，男，河北石家庄人，工程师，研究方向为车、内燃机、机床试验检测与产品研发。 -60-
白永鑫：基于汽车行驶速度随动系统的模糊 PID 控制及仿真
1.2 数学模型
汽车行驶速度随动系统包括：速度操纵机构位置变 换器、模糊 PID 控制器和汽车动力机构三部分，各部分 的数学模型如下。 变量，以实现汽车行驶速度的实际值与设定值相等。
基于模糊PID控制的智能小车控制器的研制开题报告
[9] 王述彦，师宇，冯忠绪.基于模糊PID控制器的控制方法研究.机械科学与技术.2011,30(1),166-172.
[10赵庆松，苏敏.基于ARM的直流电机调速系统的设计与实现.ARM开发与应用.2007,173-175.
国内对于移动机器人的起步比较晚。从“七五”开始，我国的移动机器人研究开始起步，经过多年来的发展，已经取得了一定的成绩。清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定。涉及到五个方面的关键技术：基于地图的全局路径规划技术研究；基于传感信息的局部路径规划技术研究；路径规划仿真研究；传感技术、信息融合技术研究；智能移动机器人的设计和实现。香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人。中国科学院沈阳自动化研究所的AGV和防暴机器人。中国科学院自动化所自行设计、制造的全方位移动式机器人视觉导航系统。哈尔滨工业大学于1996年研制成功的导游机器人等。
3、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：
1、设计重点
模糊控制算法的实现。
2、设计难点
模糊子集的选取，模糊规则的确定，控制规则是模糊控制器的核心，控制规则的制定需要根据经验和直觉推理，将人的大量成功的控制策略经整理、加工提炼后，用输入、输出变量的模糊状态给以描述出来，对于初学者或者经验不足者，很难制定出达到预定结果的模糊规则。模糊推理及反模糊化。
毕业设计(论文)开题报告
题目：基于模糊PID控制的智能小车控制器研制
课 题 类 别： 设计 □ 论文 □
学 生 姓 名： 熊 康
学 号： 2008510501123
班 级： 自动化08-01班
专业（全称）： 自动化
汽车自动巡航系统的PID控制研究
汽车自动巡航系统的PID控制摘要目前，汽车巡航控制系统的控制算法已有各种算法，如模糊控制、最优控制等高级技术等，由于PID控制方法更为成熟，设计、操作方便，应用更为广泛。
本文就是对自动巡航系统采用PID控制，并通过仿真进行分析。
本文对汽车巡航控制系统进行研究。
考虑了定速和跟车两种驾驶模式并通过决策模块进行切换，并引入逆模型对模型进行了分析，使之适用于巡航控制系统的研究。
研究了可用于汽车巡航控制的控制方法，建立了PID控制系统模型。
整个控制系统应用ACC的逆模型，以比例—积分—微分(PID)算法建立控制器，调整控制器参数，构成有效的控制系统。
利用MATLAB/SIMULINK，在已有数学模型基础上，建立了整个系统的两大主要仿真模块：决策模块和ACC控制模块。
构建起了整个仿真系统，调整了各个仿真模块的参数，仿真结果较为合理。
关键词：巡航控制系统；PID控制；仿真AbstractAt present, the automobile cruise control system control algorithm had each algorithm,if controls, the optimum control fuzzily and so on the high-level technology and so on.. Because of maturer and ease of operation, the PID control method is more widespread. This article is uses the PID control to the automatic cruise system, and carries on the analysis through the simulation.This article conducts the research to the automobile cruise control system.We had considered the constant speed and carries on the cut with the vehicle two kind of driving patterns and through the policy-making module,and introduced the counter model to carry on the analysis to the model,to make it suitabling in the cruise control system research.We has studied available in the automobile cruise control method, and has established the PID control system model. In entire control system, we take the operating speed and the cruise vehicle speed error as an input value, and the operating speed as output value, then we use the counter model of ACC. Taking a proportion–integral--differential (PID) controller as the controller to adjustment the controller on line，then we constitute the effective control system.Using MATLAB/SIMULINK, we had in the mathematical model foundation.And we has established the overall system two big main simulation module: Policy-making module and ACC control module,to constructed the entire simulation system.We has adjusted each simulation module parameter, causes the simulation system reasonably, the accurate simulation real system.Key Words：Cruise control system；PID control；Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究的目的和意义 (1)1.2 自动巡航系统研究现状及发展趋势 (2)1.3 论文研究内容 (5)2 汽车巡航系统模型的建立 (6)2.1 自动巡航系统ACC的建模 (6)2.1.1 ACC系统的结构分析 (6)2.1.2 ACC逆模型的建立 (7)2.2 决策模块的建立 (8)2.2.1 决策系统介绍 (8)2.2.2 上位系统的建立 (8)2.3 模块的封装 (10)3 增量式PID控制算法设计 (11)3.1 PID控制器的设计 (11)3.2 PID控制算法的选择 (12)3.3 控制系统采样周期的选择 (13)3.4 PID控制器的仿真分析 (13)4 系统仿真及分析结果 (15)4.1 仿真语言简介 (15)4.2 仿真及结果分析 (15)结论 (18)参考文献 (19)致谢.................................................................................................. 错误！未定义书签。
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题目：基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计基于模糊PID的汽车巡航控制系统设计摘要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。
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，对现有的PID控制进行完善和优化，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建立了系统的仿真模型，利用MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱对系统的设计进行仿真，验证系统设计的可行性，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。
关键词：定速巡航控制系统；MATLAB；模糊PID；仿真The Design of Controller of Automobile Cruise Control SystemBased On Fuzzy-PIDABSTRACTAutomobile cruise control system,which could not only relieve the drivers burden,but also could make the driving comfortable.it is a kind of accessorial driving system,Cruise control system has high nonlinearity and non-determinacy with time changing.And CCS,which is effected by some factors such as external load disturbers and complicated running modes,A kind of CCS which is based on Fuzzy PID control,it is introduced in the thesis.Analyzing the cruise control system briefly, Fuzzy-PID is confirmed as the control method of the system, improved and optimized the PID control. Then the Fuzzy PID controller is designed,As the object is a car, the thesis analyzes the resistances and disturbs whil e the car’s running,And the automobile dynamics model is given,After setting up the model by means of MATLAB,use the Fuzzy Logic Toolbox in MATLAB software to simulate the design of the system, to verify the feasibility of the system design, the result is analyzed,From the result,we may know that Fuzzy PID control could make the overshoot smaller and the response time shorter,The effect of Fuzzy PID method is given.SO it is a suitable method for CCS.Keywords：cruise control system；MATLAB；Fuzzy PID；simulation目录1 绪论 (1)1.1 课题的意义 (1)1.2 汽车巡航控制系统发展状况 (1)1.3 课题研究的主要内容 (2)2 巡航控制系统的简介和工作原理 (4)2.1 巡航控制系统简介 (4)2.2 汽车巡航控制原理 (5)3 模糊控制器的设计 (6)3.1 模糊控制的特点 (6)3.2 模糊控制器的设计步骤 (6)3.2.1 定义输入语言变量 (6)3.4.2 定义输出语言变量 (7)3.2.3 提出模糊控制规则 (8)3.2.4 规则表的建立 (8)3.3 模糊PID控制系统的设计 (9)4 巡航系统的建模与仿真 (6)4.1 SIMULINK简介 (11)4.2 模糊逻辑仿真工具箱简介 (11)4.3 仿真模型的建立 (11)4.3.1 汽车动力仿真模型的建立 (11)4.3.2 PID控制器仿真模型的建立 (13)4.3.3 利用模糊逻辑工具箱建立模糊控制器 (14)4.3.4 巡航系统仿真模型 (14)5 仿真结果及分析 (19)结论 (22)参考文献 (24)致谢 (24)1 绪论1.1 课题的意义随着汽车工业和公路运输业的发展,汽车将走进千家万户,驾驶人员非职业化的特点将突出,车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。
跨入二十一世纪,人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具,以适应快捷的生活节奏,因此对汽车的智能化要求更加迫切,随着计算机和电子技术的不断发展,性价比不断提高,为汽车的自动化提供了雄厚的物质基础,汽车实现智能化已不是梦想[1][3]。
车辆自动变速器及其控制技术是智能汽车非常重要的内容。
是汽车辅助驾驶系统和自动驾驶系统的基础,是目前我国智能汽车发展必须解决的核心技术之一。
此外随着我国高速公路网建设纵横迅速延伸,自动巡航控制也具备了广泛的发展和应用前景。
科技的发展使相应电子技术在汽车上应用得越来越广泛,汽车电子化程度越来越高.特别是微控制器进入汽车控制领域后,给汽车发展带来了划时代的变化,汽车的动力性、操作稳定性、安全性、燃油经济性、对环境的友好性都得到了大幅提升。
在大陆型国家,驾驶汽车长途行驶的机会较多,而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少,能以较稳定的车速行驶[4][8]。
汽车巡航控制系统CCS(Cruise Control System)是汽车电子技术新装置之一,它实际上就是一种辅助驾驶系统。
采用了汽车巡航控制系统后,当车辆在高速公路上长时间行车时，驾驶员就不用再去控制油门踏板。
这减轻了驾驶员的负担，从而减少或避免了交通事故的发生，同时减少了不必要的车速变化，使汽车的燃料供给与发动机之间处于最佳的配合状态，可以最大限度地节省燃料，降低排气污染，提高发动机的使用效率。
采用汽车巡航控制系统是提高汽车的动力性能和乘坐的舒适性的主要方法之一[8]。
1.2 汽车巡航控制系统发展状况国内外研发汽车自动巡航控制系统起步很早，其发展过程主要经历了三个阶段：第一阶段是20世纪60-70年代中期，早期的汽车巡航控制系统主要是机械式和气动机械式巡航控制系统。
日本丰田公司从1965年起就开始在车上装用机械式巡航控制系统。
德国的VDO公司也研制出了气动机械式巡航控制系统。
而1968年德国奔驰公司开发，晶体管控制的巡航控制系统，并在莫克利汽车上装用，这期间美国和只本相继出现了以模拟电路为基础的汽车巡航控制系统。
第二阶段是20世纪70年代中后期-80年代中后期，以数字信号为主的控制系统。
随着单片机技术的发展，特别是大规模集成电路及单片机的应用，出现了以数字技术为基础的巡航控制系统。
如1974年美国鲁卡斯汽车研究中心研究出了性能完善的运用卫星雷达的数字车速、车距控制系统，该系统可以更好地适应路面状况的变化。
日本日野公司于1985年投放市场一种基于燃油经济性的车速控制系统。
其控制部分的核心是微处理器。
美国摩托罗拉公司也研制了一种采用微处理器控制的巡航控制系统，这种系统的所有输入指令以数字形式直接存储和处理，微处理器根据指令车速、实际车速以及其他输入信号，按给定程序完成所有数据处理，并产生步进电动机的驱动信号输出，改变节气门开度，每种车型的最佳加速度和减速度由编程人员决定。
从安全上考虑，将制动开关与节气门执行器直接相连，这样当踩下制动踏板时，在断开巡航控制系统的同时，将执行器的动力源断开，从而使节气门迅速脱离巡航控制系统的控制。
与模拟技术相比，散字系统的突出特点是系统的信号量以数字表示，受工作温度和湿度的影响较小，因此数字控制系统具有更高的稳定性。
对于汽车自动巡航控制系统可采用先进的大规模或超大规模集成电路技术做成专用模块，也可在微处理器上编程来实现。
当汽车上其他系统已有控制微处理器时，只要修改一下程序便可将此功能附加上去，因而可节省昂贵的硬件开支。
第三阶段是从20世纪90年代开始，国外又开始发展以智能化为核心的汽车自动巡航控制系统和以定距离控制为主的自适应巡航控制系统。
1990年美国鲁卡斯公司研制出一种自动恒速智能控制系统，该系统采用了连续调频被雷达，通过雷达来探测前方车辆与本车的距离，通过处理单元计算出相对车速与距离，并将该信息提供给电子控制单元，通过执行器控制节气门来控制车速。
之后，该公司又针对暴露的问题加以改进，在美洲虎牌轿车上安装了新的自动恒速控制系统，井对控制节气门与制动器的执行机构作了改进，微波雷达安装在前保险杠内，通过塑料车牌照发射微波探测信导。
日前国内外很多专家都在研究自适应巡航控制系统。
这种巡航控制系统主要由测速装置、转向角传感器、车速传感器、制动电子控制单元( ECU)和发动机ECU等组成。
当道路情况良好时，该系统就是普通的巡航控制系统，可以按设定车速巡航行驶；当距另一辆车距离较近及相对车速较高时，通过巡航控制系统控制制动器减速。
情况正常后将自动恢复原先的车速，如果前方车辆减速，ACCS便操纵制动器来维持一定的车距，从而避免了汽车的追尾。
国内外很多专家开始了一种半自主式巡航控制系统的研究，此种巡航控制系统能够很快地应用于公路上，能够保持人工操纵和自适应巡航控制系统的共存。
研究的理论结果表明，此种控制系统具有更高的控制精度。
综合利用仿真、分析和实验结果对人工驾驶和具有自适应控制系统的汽车进行了比较，从得到的数据和信息可以知道，具有巡航控制系统的汽车能对驾驶员提供重要的辅助作用，对行驶安全性提供了一种主动安全技术[2][8]。
1.3 课题研究主要内容﹙1）查阅相关资料熟悉汽车巡航控制系统的功能、结构、工作原理、特性及控制方法。