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考虑多目标性能的自适应巡航及横向稳定性优化控制
| 论文题名： | 考虑多目标性能的自适应巡航及横向稳定性优化控制 |
| 关键词： | 高级驾驶员辅助系统;自适应巡航控制;横向稳定性控制;多目标性能优化;闭环稳定性 |
| 摘要： | 自适应巡航控制(ACC)系统和横向稳定性控制(LSC)系统是高级驾驶员辅助系统的重要组成部分。采用ACC和LSC系统，可以改善交通系统的现状。但是，ACC和LSC系统中的多目标性能之间均存在严重的相互制约。特别地，为满足跟车要求，ACC需要进行频繁的加/减速操作，在浪费大量的驱动能量的同时还加剧了制动部件的磨损；而对四轮独立驱动电动汽车中LSC系统的研究大都集中在上层控制器的设计和优化，较少涉及下层转矩的分配规律。针对上述问题，本文以多目标性能优化为核心，围绕ACC系统和LSC系统展开研究，力图通过对多目标性能的综合分析和优化设计，实现多个性能之间的有效平衡。具体包括以下内容： (1)提出基于惯性触发的自适应巡航优化控制策略。在模型预测控制框架下，构建分层控制模块以实现多目标性能的优化。在此基础上，确定惯性行驶工况的触发机制，并利用Lyapunov稳定性定理证明所构建的控制系统的闭环稳定性。仿真结果表明，所提出的策略能够在提高主车的燃油经济性的同时，保证其跟车性能和乘坐舒适性。 (2)提出含AFS/DYC主动分配优化的横向稳定性控制策略。考虑轮毂电机扭矩分配的复杂耦合关系，确定主动分配优化方案。根据Gram矩阵分析主动分配优化后线性时变系统的能控性，设计上层控制器以保证车辆的稳定性。借助Gauss曲面理论，分析并设计协调变量L调节器，实现基于多目标性能优化的轮毂电机扭矩分配。仿真结果表明，所提出的策略能够在保证横向稳定性的同时，提升轮毂电机平均效率。 (3)利用硬件在环实验平台进行验证。低速、中速和高速工况下的实验结果表明，所提出的ACC策略能够较好地实现预期的目标。多弯闭环道路和正弦路径下的结果，验证了所提出的LSC策略在改善车辆能耗经济性等方面的效果。 |
| 作者： | 叶贻财 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈建锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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