基于模糊控制的电动汽车自适应巡航控制系统研究

作     者：杨树清 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高强

授予年度：2019年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：自适应巡航控制(ACC) 模糊控制 电动汽车模型 CarSim-Simulink联合仿真 

摘      要：自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)是高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance Systems,ADAS)的重要组成部分,对于提高驾驶安全性、舒适性以及道路通行能力具有重要意义,因此成为汽车领域的研究热点。控制策略的设计是影响ACC系统控制精度和稳定性的关键因素。本论文以电动汽车为对象,研究基于模糊控制的电动汽车ACC系统,从而提高搭载ACC系统的汽车的安全性与舒适性。本论文的主要研究内容包括:(1)以轮毂电机驱动电动汽车为研究车型,建立由轮毂电机、制动器、传动系统组成的整车纵向动力学模型,通过速度、加速度两项性能指标来验证了模型的正确性。(2)建立电动汽车ACC系统分层控制模型,模型上层控制输出期望加速度,下层控制输出期望驱动力矩或期望制动压力。制定了可变车头时距间距策略以及定速巡航控制/跟随控制切换、驱动/制动切换等系统控制策略,并建立了相关控制策略的Matlab/Simulink模型。(3)设计了ACC系统上层控制器,包括定速巡航控制和跟随控制。定速巡航基于PID算法对汽车的巡航速度进行控制。研究了模糊控制基本理论,设计了基于模糊原理的跟随工况控制策略,对两车间距进行控制。(4)利用CarSim和Matlab/Simulink建立联合仿真平台,选取定速巡航、平稳跟车、自车驶近、前车驶离、“起-停五种典型工况,验证本论文设计的控制策略,由仿真结果可知本论文研究的ACC系统跟随控制效果较好。