分布式驱动电动汽车自适应巡航控制策略研究
2024-03-21胡胜利张缓缓江忠顺常笑宇
胡胜利,张缓缓,江忠顺,常笑宇
(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院, 上海 201620)
自适应巡航控系统(Adaptive cruise control,ACC)实时控制主车的车速和主车与前车的距离,能够提高道路的利用率与驾驶的舒适性、安全性与经济性,是智能驾驶技术的一个重要组成部分,也是实现完全自驾的基础;其发展经历了预先距离控制、定速巡航、高速工况的自适应巡航、低速起-停城市工况自适应巡航等几个阶段。在间距策略方面基本形成了以固定车间时距(Constant time headway, CTH)和可变车间时距(Variable time headway, VTH)的为基础的可变间距策略。后者是ACC 系统计算纵向安全距离主流趋势[1-2]。在ACC 系统控制器设计一般采取分层控制的控制架构[3],主要区别是实现上层控制器采取的理论的不同,如PID 控制,最优控制,滑膜变结构控制,模糊控制,模型预测控制,神经网络控制。其中MPC 对模型精确性要求不高[4],能有效解决多目标、非线性优化问题[5],在车辆控制中得到了广泛研究[6-9]。
此外,由于能源与环境问题人们对自适应巡航系统的研究也逐步从燃油汽车过渡到混合动力汽车,纯电动汽车等领域。Vajedi 和Azad[10]针对丰田普锐斯插电式混合动力汽车(PHEV)采用非线性模型预测控制(NMPC)的方法设计ACC 控制器,并用标准循环工况、山区工况进行验证结果表明NMPC可使总能源利用率提高19%。Luo 等[11]对混合动力汽车(HEV)采用NMPC 控制方法设计控制系统实现了车辆的跟车性能与燃油消耗率之间的协调。初亮等[12]对前轴驱动的电动轿车,考虑外界环境风速和坡度对控制系统的干扰,提出了一种自适应巡航纵向控制方法,与传统的PID 控制方法相比,在动态跟随和稳态保持中对期望加速度的跟随效果较好。……
