【摘要】：汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢“汽車四化”即電動化、智能化、共享化和網(wǎng)聯(lián)化,在新能源汽車的基礎上結(jié)合單車智能技術(shù),融合互聯(lián)網(wǎng)科技最終實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)的高級輔助駕駛技術(shù)將成為汽車行業(yè)未來的必然趨勢。因四輪獨立驅(qū)動電動汽車(FWID-EV:Four-Wheel-Independent Electric Vehicle)可通過力矩最優(yōu)分配實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)進而控制驅(qū)動制動的優(yōu)勢,已成為國內(nèi)外學者研究的熱點。同時為應對交通事故所導致的全球安全性問題,高級駕駛輔助系統(tǒng)得到迅猛發(fā)展,自適應巡航系統(tǒng)(ACC:Adaptive Cruise Control)作為高級駕駛系統(tǒng)的重要組成部分,如何將ACC系統(tǒng)在FWID-EV平臺上得以應用是本文研究重點。為此設計的控制策略包括多目標約束柔化的ACC系統(tǒng)和基于電機效率MAP圖的最優(yōu)力矩分配。首先,為縮短系統(tǒng)設計的周期,體現(xiàn)車輛動力學特點,通過MATLAB/Simulink和Carsim實現(xiàn)FWID-EV仿真平臺的搭建為后續(xù)設計提供基礎。同時針對FWID-EV仿真平臺的特點,論述控制算法在FWID-EV仿真平臺的應用與區(qū)別,同時詳細闡述模型預測控制(MPC:Model Predictive Control)的實際應用,為后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)提供理論基礎。其次,針對設計的綜合考慮穩(wěn)態(tài)跟隨特性、防追尾碰撞特性、乘坐舒適性及電機驅(qū)動等多性能指標協(xié)同的ACC系統(tǒng),提出可變車間時距(VTH:Variable Time Headway)的ACC系統(tǒng)以滿足實際應用場景復雜多變的特點,同時在MPC的框架下實現(xiàn)多性能指標協(xié)同控制以符合駕駛員所期望的舒適性和經(jīng)濟性的改善。再次,電機具備效率損耗較低的優(yōu)勢,如何發(fā)揮電機高效的優(yōu)勢是控制策略設計的重點。為此提出基于電機效率MAP圖的最優(yōu)力矩分配,引入離散二進制變量于構(gòu)建的非線性規(guī)劃問題中,采用離散二進制粒子群(BPSO:Discrete Binary Particle Swarm Optimization Algorithm)以避免陷入局部最優(yōu)解問題。最后,在MATLAB/Simulink和Carsim交互搭建的FWID-EV驗證平臺來實現(xiàn)設計的ACC系統(tǒng)和基于電動機效率MAP圖的最優(yōu)力矩分配方法。實驗結(jié)果表明,所設計的多目標約束柔化的ACC控制策略可以改善FWID-EV的經(jīng)濟性和舒適性;所提出的基于電機效率MAP圖的最優(yōu)力矩分配策略可實現(xiàn)ACC系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)跟隨目標車的要求。在FWID-EV仿真平臺應用MPC控制理論實現(xiàn)ACC系統(tǒng)設計,最后實驗結(jié)果表明在改善經(jīng)濟性和舒適性的同時發(fā)揮出電機節(jié)能高效的優(yōu)勢,因此本文所設計的ACC系統(tǒng)以及FWID-EV的最優(yōu)力矩分配具有一定的價值。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

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本文編號：2652432