車輛模型預測巡航控制系統(tǒng)的分析與設計.pdf

1、車輛自適應巡航控制（ACC）系統(tǒng)是一種先進的車輛輔助駕駛系統(tǒng)，它能減輕駕駛?cè)藛T的工作負擔、減少錯誤駕駛和疲勞駕駛的狀況，提高駕駛的舒適性和安全性以及道路通行能力，減少燃料消耗。傳統(tǒng) ACC指在跟蹤前面車輛的行駛中保持期望的車輛間距或保持期望的行駛車速。近年來，國內(nèi)外相關學者對提高車輛燃油經(jīng)濟性和減少車輛尾氣排放做了深入的研究，提出了車輛經(jīng)濟駕駛概念。因此，如何實現(xiàn)車輛經(jīng)濟性巡航控制是車輛ACC技術亟待解決的難點和熱點問題，具有重要的理論

2、意義和應用價值。
　　本文在總結(jié)現(xiàn)有車輛巡航控制技術的基礎上，運用理想點優(yōu)化法和模型預測控制技術，提出了一種新的車輛多目標預測巡航控制策略，使車輛巡航系統(tǒng)的各個目標性能逼近理想最優(yōu)點。本文主要研究工作與創(chuàng)新點如下：
　?。?）定性分析了車輛巡航系統(tǒng)的多個目標性能之間的沖突性與矛盾性。通過數(shù)學建模將各目標性能用數(shù)學公式表示出來。
　?。?）現(xiàn)有車輛巡航控制系統(tǒng)大多針對單個目標進行控制，無法滿足車輛多個目標性能之間的同步優(yōu)

3、化控制。論文將多目標優(yōu)化和模型預測控制引入到 ACC系統(tǒng)的設計與分析中，提出了一種新的多目標模型預測巡航控制策略來解決車輛巡航控制系統(tǒng)中多目標性能的優(yōu)化問題。這種新的預測巡航控制器使得本車可以跟蹤前方車輛的行駛并且使得本車具有最優(yōu)的燃油經(jīng)濟性。
　　在車輛巡航控制系統(tǒng)中引入了理想點概念的方法。它主要是使總的目標優(yōu)化函數(shù)到各自獨立目標函數(shù)最小值矢量點的間距離最小化來達到優(yōu)化目的。該方法的主要優(yōu)點是不需要對各目標函數(shù)加上相應的懲罰項，

4、即不需要對各目標函數(shù)的重要性進行人工的加權干預。使得車輛 ACC系統(tǒng)具有更好的漸進穩(wěn)定性。這種新算法主要是把理想點法加入到模型預測控制（MPC）方法中得到一個理想點跟蹤的預測巡航控制器。進一步，結(jié)合車輛巡航控制過程中的內(nèi)在外在的約束條件（如車輛速度大小、油門踏板和剎車踏板的開度等）建立車輛巡航控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型。并在不同的車輛運行工況下，將該新算法的車輛運行仿真結(jié)果與采用常規(guī)的加權模型預測控制（MPC）的算法和采用智能驅(qū)動模型（ID