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电动汽车纵向主动避撞控制方法研究
| 论文题名： | 电动汽车纵向主动避撞控制方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;纵向主动避撞系统;安全距离模型;模型预测控制 |
| 摘要： | 随着社会发展和人民水平的日益提高，各种车型日益增长，这是导致交通安全问题日益涌现的罪魁祸首。因此必须保证安全技术的设计应用水平才能最大限度降低安全风险。目前新型的车辆纵向主动避撞控制系统已经在理论研究以及实践应用环节得到了一定的发展和应用，但是该技术尚不够成熟完善，仍有很多待解决问题。需要进一步的深入研究。本课题研究具体以车辆安全性为出发点，以四轮独立驱动轮毂电动汽车为对象开展系统性研究分析工作，采用一种新型安全距离模型和上位模型预测跟踪控制算法，解决了纵向主动避撞系统的设计应用问题，明确相关关键技术的设计理念与实现方法，形成相对科学完善的设计体系为汽车设计工作提供有价值的参考和借鉴。具体完成以下研究任务： （1）以CarSim2019软件为工具构建动力学模型，分别完成整车结构、传动系统、制动系统、轮胎、自车行驶道路等模型的设计开发工作。 （2）本文根据前车静止和运动两种状态建立了两种纵向安全距离模型，并将驾驶员特性考虑在内，更符合驾驶员的行驶规范。当前车处于静止状态时，基于动力学技术原理完成安全距离模型的设计开发工作。前车处于行驶状态时，结合固定车距CTH（Constant Time Headway）和可变车距VTH（Variable Time Headway）等算法工具完成安全距离模型的具体设计任务。然后，对该模型的可靠性以及稳定性进行分析验证。最后，利用TTC-1对两种安全距离模型进行了安全验证。 （3）根据模型预测控制理论及两车纵向安全距离模型，建立模型预测上位控制器，并在Simulink中搭建上位控制器模型，建立能够反映车辆相对运动状态的空间方程。将线性化方程转换成离散形式。并利用约束条件将加速度、车距、车速等车辆状态变量控制在合理范围之内。将约束优化问题转化为二次规划问题并求解。根据PID控制原理建立下位控制器模型，该控制器具体包含制动力的计算、分配两大要素，由PID对系统总制动力进行计算分析，并结合车辆垂直载荷完成总制动力科学分配工作。 （4）本文采用一种永磁同步电机简化模型作为电动汽车的驱动器。通过CarSim2019和Simulink联合仿真实现了电动汽车的驱动。 最后，对全文内容进行了总结，同时进行了全文展望。 |
| 作者： | 张涛焘 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 廉宇峰;王继成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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