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混合动力汽车自适应巡航控制方法的研究
| 论文题名： | 混合动力汽车自适应巡航控制方法的研究 |
| 关键词： | 汽车;自适应巡航系统;离散二阶滑模控制策略;粒子群优化算法 |
| 摘要： | 汽车自适应巡航控制（Adaptive Cruise Control，ACC）是先进的驾驶员辅助系统，该系统能够很好的满足人们对行车智能性、安全性以及舒适性的要求；汽车自适应巡航驾驶大多数运行在跟随工况下，因此新一代ACC系统研究集中在汽车跟随工况的巡航控制上。在运行里程不断累加的情况下，车身参数的变化会导致整车控制器操作功能的失配，这对车辆的动力性能和驾驶体验造成严重影响，在特殊情况下甚至会发生控制器失效问题，针对巡航系统模型与控制器的设计研究对保证汽车驾驶的稳定性具有重要意义。 本文讨论了汽车自适应巡航控制在跟随模式下的两个问题，一是对数据驱动跟随模式进行建模，二是基于安全车距的跟随控制器设计。本文以并联式混合动力汽车为控制对象，综合考虑到模型失配、控制器设计鲁棒性较差等问题，提出了一种基于输入输出数据驱动的巡航系统离散二阶滑模控制策略，该方法在实现节能减排的基础上有效的提高了车辆巡航的安全性能。首先，根据汽车的动力学特点结合多传感器采集到的车辆参数数据，通过“车间时距”策略建立了跟车过程中整车需求转矩与车距误差的预测模型，本文采用了数据驱动子空间辨识的方法，利用巡航系统输入输出数据辨识子空间模型中的参数，显著提高了该模型的建模精度；在此基础上，为提高控制器的抗干扰能力以及不确定性情况下巡航系统的跟随精度，改善传统离散滑模的抖阵问题，本文设计了离散二阶滑模预测控制策略，实现了实际车距与驾驶员人为设定的安全距离的偏差最小；最后，采用粒子群优化算法以整车效率最优为目标进行混合动力汽车的发动机和电机间的转矩分配。 应用Cruise软件建立了汽车动力学模型，在/Matlab Simulink环境下进行了联合仿真，验证四种典型工况下控制器的控制效果。结果表明本文所提出的ACC控制策略可实现实际车距与期望安全车距的有效跟进，对前车加减速识别具有较好的鲁棒性，同时发动机、电机在跟随过程中能够良好的协调工作，整车效率均在80％左右，确保了在实现自适应巡航功能情况下最大限度地提高了整车的效率。 |
| 作者： | 刘美艳 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 张袅娜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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