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纯电动车自适应巡航控制策略的研究
| 论文题名： | 纯电动车自适应巡航控制策略的研究 |
| 关键词： | 纯电动车;自适应巡航;控制策略;车辆跟踪模式;制动力分配;信息交互 |
| 摘要： | 日益严重的环境污染问题和非再生能源消耗严重问题促进了纯电动车的快速发展，纯电动车已经成为未来车辆的发展方向之一。随着我国汽车保有量激增，汽车已成为人们主要的交通工具，人们对车辆的安全性和舒适性也有越来越高的要求。自适应巡航系统作为被广泛使用的安全性驾驶辅助系统，在世界各大汽车厂商的高、中端产品中都有很多的应用。由于纯电动车的动力系统与传统车辆的不同，在纯电动车上的应用也与传统燃油车辆上亦有所不同。现在大多数自适应巡航系统的研究都是基于燃油汽车的应用，纯电动车中关于自适应巡航系统的研究还非常少。应用于纯电动车的自适应巡航系统具有重要意义和研究价值。 本文针对应用于纯电动车的自适应巡航控制系统车辆跟踪模式的控制策略问题进行了相关研究。首先建立了适用于跟踪模式的车辆模型。对于自适应巡航控制系统，因其是对车辆的纵向运动进行控制，则建立了车辆纵向动力学模型，并对重要影响因素纵向滑移率进行了分析。其中车辆纵向动力学模型包括对车轮驱动力、滚动阻力和空气阻力。通过对自适应巡航控制系统跟踪模式工作状态的研究，由于频繁的变速，使应用于传统巡航系统的忽略滑移率的车辆模型并不适合于自适应巡航控制系统。本文结合以上分析建立了适合巡航控制跟踪模式的车辆模型，为三阶强耦合非线性系统。 对自适应巡航系统的工作模式、控制目标和控制系统结构进行研究分析，根据系统的非线性、强耦合且无法线性化等特点，采用Backstepping设计方法设计系统的状态反馈控制律。将状态方程做扩展，得到适用于Backstepping方法的增广系统，设计ACC控制器。对设计的ACC控制器进行不同工况下的应用仿真。在高精度车辆动力学仿真软件 veDYNA的基础上搭建仿真平台，使其适用于纯电动车的仿真实验。分别对目标车辆加速、减速、车辆插入和目标车辆车速频繁变化四种工况进行了仿真实验。测试结果显示，设计的ACC系统控制器可以有效的实现车辆跟踪功能。 本文最后对系统实际应用中的制动力分配和信息交互两大问题进行研究。纯电动车的自适应巡航控制系统可应用再生制动技术进行能量回收。ACC输出的制动力矩由再生制动力矩和机械制动力矩两部分组成，在制动时，根据研究的分配策略进行制动力矩分配。自适应巡航系统为整车控制系统的一部分，系统需要的信息的采集元件分布在车辆的不同的部位。因需要实时的车速、车间距等状态的测量值，所以信息交互的实现为实现自适应巡航功能的前提。通过对车载 CAN总线的研究，设计并实现了信息交互的结构和功能。 |
| 作者： | 赵越南 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 王彤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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