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基于模糊MPC的商用车自适应巡航控制策略研究
| 论文题名： | 基于模糊MPC的商用车自适应巡航控制策略研究 |
| 关键词： | 商用车;自适应巡航控制;模型预测控制;纵向动力学;模糊MPC |
| 摘要： | 自适应巡航系统(AdaptiveCruiseControl,ACC)可以实现多种情况下的自动纵向控制，能极大减轻驾驶员驾驶负担，降低驾驶员操作频率，提升驾驶安全性。目前商用车装备自适应巡航系统已经成为商用车技术发展的趋势，因此对商用车自适应巡航控制策略进行研究意义重大。 但目前商用车自适应巡航控制策略仍然存在一些问题。车辆行驶工况经常变化，而不同的行驶工况对于自适应巡航系统的要求也有所不同。当车辆处于较为危险的交通状况时，应当优先保证本车能够安全行驶；而当车辆处于较为安全的交通状况时，应当保证本车行驶的舒适性。然而现有自适应巡航控制策略则不具备这种行驶工况适应性。 针对以上问题，本文提出了基于模糊MPC的商用车自适应巡航控制策略，此策略确保商用车在自适应巡航行驶过程中能兼顾跟随性及舒适性，同时能够良好适应行驶工况的变化。因此研究基于模糊MPC的自适应巡航控制策略，对商用车自适应巡航控制系统产品开发具有理论指导意义。 依托吉林大学-一汽客车校企合作项目“商用车电动化和智能化关键技术开发”，针对城际客车开展基于模糊MPC的商用车自适应巡航控制策略研究。 论文的具体研究内容如下： (1)建立商用车自适应巡航系统执行层控制算法，包括发动机驱动转矩控制算法和制动系统压力控制策略，实现商用车自适应巡航系统执行层精确控制。 (2)建立基于前馈-积分分离式PID反馈控制的商用车自适应巡航系统下层控制策略，将所需期望加速度转化为期望驱动转矩及期望制动压力并实现实际加速度对于期望加速度的良好跟踪。在不同工况下对商用车自适应巡航系统下层控制算法的有效性进行验证。 (3)建立基于模糊MPC的商用车自适应巡航系统上层决策算法，根据本车及前车状态信息实现对于期望加速度的决策。在自适应巡航过程中实时调整目标函数中跟随性和舒适性的权重，实现自适应巡航系统的多目标优化控制，且满足不同工况下的驾驶需求。 (4)通过MATLAB/Simulink、TruckSim、AMESim仿真软件，搭建基于模糊MPC控制算法的商用车自适应巡航系统控制策略联合仿真平台。在不同的仿真工况下，对仿真结果进行对比分析。结果表明所设计的控制算法对各工况都具有良好的效果，验证本文提出控制策略的有效性及优越性。 |
| 作者： | 白晨光 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郭建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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