發(fā)布時間：2017-12-20 21:23

  本文關(guān)鍵詞：高速公路卡車隊列行駛控制研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：高速公路卡車貨物運輸?shù)哪茉聪恼嘉覈茉聪目偭康谋戎刂鹉暝龃?隨之而來的溫室氣體排放比例亦逐年增大,能源問題和環(huán)境問題日益凸顯。為了降低卡車在高速公路的燃油消耗,近年來卡車隊列行駛的方式逐漸被提出。本文以高精度卡車仿真軟件Truck Sim數(shù)據(jù)庫中已有的卡車模型為被控對象,結(jié)合模型預(yù)測控制算法,設(shè)計高速公路卡車隊列行駛控制系統(tǒng),并對高速公路卡車隊列行駛的燃油經(jīng)濟性及安全性進行綜合研究。對此,首先對高速公路卡車隊列行駛控制的研究現(xiàn)狀進行了解,分析近年來相關(guān)控制方案的優(yōu)缺點;考慮到高速公路卡車隊列行駛的實際情況,以發(fā)動機的扭矩特性Map及燃油特性Map為基礎(chǔ),繪制發(fā)動機關(guān)于發(fā)動機扭矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗率的發(fā)動機燃油消耗3維Map,并以此建立了發(fā)動機燃油消耗的數(shù)值模型,并結(jié)合卡車高速行駛時的動力學(xué)特性建立卡車的車輛動力學(xué)模型,為卡車隊列行駛控制系統(tǒng)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。隊列行駛控制系統(tǒng)采用分層控制的控制結(jié)構(gòu),在考慮實際道路交通法規(guī)約束、車輛自身執(zhí)行機構(gòu)約束及貨運時效性約束的前提下,通過非線性模型預(yù)測控制算法,以領(lǐng)航車輛當前的速度信息為狀態(tài)變量,發(fā)動機輸出扭矩為控制輸入,設(shè)計卡車隊列行駛上層控制器;在考慮車輛執(zhí)行機構(gòu)約束、隊列實際行駛時的速度約束及車間距離安全性約束的前提下,基于非線性模型預(yù)測控制算法,以跟隨車輛的速度信息為狀態(tài)變量,控制加速度為控制輸入,對下層控制器進行設(shè)計。為了驗證本文所設(shè)計的上層控制器和下層控制器的有效性,設(shè)計多種仿真工況,包括不同路況有上層控制器作用和無上層控制器作用的對比驗證、不同路況下下層控制器對期望速度跟蹤效果的驗證,從不同角度分別分析了上層控制器作用下燃油經(jīng)濟性的提升及下層控制器速度的跟蹤特性。為了驗證隊列行駛整體控制系統(tǒng)的有效性,選用高精度仿真軟件Truck Sim中的車輛模型作為被控對象,與在Matlab/Simulink中搭建的上下層控制器進行多車聯(lián)合仿真,選取多組不同路況不同時速的仿真工況進行驗證。同時考慮到卡車隊列貨物運輸?shù)膶嶋H情況,針對卡車隊列車輛車型相同載重不同的情況重新設(shè)計卡車隊列行駛整體控制系統(tǒng),并在不同工況下驗證當隊列車輛載重量不同時車輛的行駛順序?qū)θ加拖牧康挠绊憽?br/> 【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U495;U463.6;TP273

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本文編號：1313458