本文關(guān)鍵詞：混合動力汽車自適應(yīng)巡航控制方法的研究

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【摘要】：汽車自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)是先進的駕駛員輔助系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠很好的滿足人們對行車智能性、安全性以及舒適性的要求;汽車自適應(yīng)巡航駕駛大多數(shù)運行在跟隨工況下,因此新一代ACC系統(tǒng)研究集中在汽車跟隨工況的巡航控制上。在運行里程不斷累加的情況下,車身參數(shù)的變化會導(dǎo)致整車控制器操作功能的失配,這對車輛的動力性能和駕駛體驗造成嚴重影響,在特殊情況下甚至?xí)l(fā)生控制器失效問題,針對巡航系統(tǒng)模型與控制器的設(shè)計研究對保證汽車駕駛的穩(wěn)定性具有重要意義。本文討論了汽車自適應(yīng)巡航控制在跟隨模式下的兩個問題,一是對數(shù)據(jù)驅(qū)動跟隨模式進行建模,二是基于安全車距的跟隨控制器設(shè)計。本文以并聯(lián)式混合動力汽車為控制對象,綜合考慮到模型失配、控制器設(shè)計魯棒性較差等問題,提出了一種基于輸入輸出數(shù)據(jù)驅(qū)動的巡航系統(tǒng)離散二階滑�？刂撇呗�,該方法在實現(xiàn)節(jié)能減排的基礎(chǔ)上有效的提高了車輛巡航的安全性能。首先,根據(jù)汽車的動力學(xué)特點結(jié)合多傳感器采集到的車輛參數(shù)數(shù)據(jù),通過“車間時距”策略建立了跟車過程中整車需求轉(zhuǎn)矩與車距誤差的預(yù)測模型,本文采用了數(shù)據(jù)驅(qū)動子空間辨識的方法,利用巡航系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)辨識子空間模型中的參數(shù),顯著提高了該模型的建模精度;在此基礎(chǔ)上,為提高控制器的抗干擾能力以及不確定性情況下巡航系統(tǒng)的跟隨精度,改善傳統(tǒng)離散滑模的抖陣問題,本文設(shè)計了離散二階滑模預(yù)測控制策略,實現(xiàn)了實際車距與駕駛員人為設(shè)定的安全距離的偏差最小;最后,采用粒子群優(yōu)化算法以整車效率最優(yōu)為目標進行混合動力汽車的發(fā)動機和電機間的轉(zhuǎn)矩分配。應(yīng)用Cruise軟件建立了汽車動力學(xué)模型,在Matlab/Simulink環(huán)境下進行了聯(lián)合仿真,驗證四種典型工況下控制器的控制效果。結(jié)果表明本文所提出的ACC控制策略可實現(xiàn)實際車距與期望安全車距的有效跟進,對前車加減速識別具有較好的魯棒性,同時發(fā)動機、電機在跟隨過程中能夠良好的協(xié)調(diào)工作,整車效率均在80%左右,確保了在實現(xiàn)自適應(yīng)巡航功能情況下最大限度地提高了整車的效率。
【關(guān)鍵詞】：ACC 子空間辨識 離散滑模 效率
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題的來源及意義7-8
• 1.2 自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.3 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)10-14
• 1.3.1 交通信息辨識11
• 1.3.2 安全車距模塊11-12
• 1.3.3 自適應(yīng)巡航主控系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)12-13
• 1.3.4 人機接口13-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第二章 混合動力汽車自適應(yīng)巡航系統(tǒng)建模15-33
• 2.1 混合動力汽車縱向動力學(xué)模型15-17
• 2.1.1 混合動力汽車縱向動力學(xué)分析15-16
• 2.1.2 混合動力汽車整車轉(zhuǎn)矩分析16-17
• 2.2 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的安全車距18-20
• 2.4 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)跟隨模式下基于數(shù)據(jù)的子空間模型20-32
• 2.4.1 子空間模型辨識20-21
• 2.4.2 子空間模型辨識輸入輸出數(shù)據(jù)21-22
• 2.4.3 基于數(shù)據(jù)的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)跟隨模式下子空間模型22-28
• 2.4.4 基于增廣最小二乘的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)子空間模型參數(shù)估計28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)離散二階滑�？刂破髟O(shè)計33-41
• 3.1 離散時間滑模變結(jié)構(gòu)控制33-35
• 3.1.1 離散準滑動模態(tài)的到達條件33-34
• 3.1.2 離散變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的等效控制34
• 3.1.3 離散變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的切換控制34-35
• 3.2 離散系統(tǒng)的抖振及其削弱方法35-38
• 3.2.1 造成抖振的因素分析35-37
• 3.2.2 削弱抖振的方法37-38
• 3.3 基于離散二階滑模的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制38-40
• 3.3.1 滑模變量設(shè)計38-39
• 3.3.2 控制律的設(shè)計39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配與協(xié)調(diào)控制41-47
• 4.1 混合動力汽車轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)設(shè)計41-42
• 4.2 粒子群優(yōu)化算法概述42-43
• 4.3 基于粒子群優(yōu)化算法的整車轉(zhuǎn)矩分配43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制策略的仿真分析47-57
• 5.1 CRUISE仿真軟件的開發(fā)47-48
• 5.1.1 CRUISE軟件簡介47-48
• 5.1.2 CRUISE與Matlab的接口的選擇48
• 5.2 系統(tǒng)軟件仿真平臺48-51
• 5.3 自適應(yīng)巡航控制算法仿真研究51-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 全文總結(jié)和展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 研究展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果63

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本文編號：722861