【摘 要】
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为应对全球能源危机以及交通安全问题,世界各国及各大车企都在积极跟进汽车智能化、电动化的趋势,将自适应巡航控制系统（ACC）装载在纯电动汽车上,正是智能环境友好型车辆的典型技术应用。ACC作为高级驾驶辅助（ADAS）功能的重要一环,其能够在实现定速巡航（CC）的基础上,识别前方有效跟车目标,保持在安全距离内的稳定跟车,有效减轻驾驶员疲劳的同时还能降低追尾事故率,改善了驾驶舒适性并缓解了交通压力。本文
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为应对全球能源危机以及交通安全问题,世界各国及各大车企都在积极跟进汽车智能化、电动化的趋势,将自适应巡航控制系统（ACC）装载在纯电动汽车上,正是智能环境友好型车辆的典型技术应用。ACC作为高级驾驶辅助（ADAS）功能的重要一环,其能够在实现定速巡航（CC）的基础上,识别前方有效跟车目标,保持在安全距离内的稳定跟车,有效减轻驾驶员疲劳的同时还能降低追尾事故率,改善了驾驶舒适性并缓解了交通压力。本文主要研究内容:（1）首先,分析确定ACC系统架构为分层式架构,具体由上层控制决策层和下层控制层组成。对安全间距策略进行分析和设计,在已有可变时距间距策略（VTH）的基础上考虑驾驶员动态跟车特性设计了改进VTH策略,进行复合工况的仿真实验。此外将ACC系统工作模式划分成ACC模式和CC模式,即距离控制模式与速度控制模式,并设计了ACC和CC模式之间的切换策略,对其可行性及切换时机进行仿真验证。（2）其次,为模拟搭载ACC系统的纯电动汽车工作平台,基于Carsim建立了纯电动车的逆纵向动力学模型,并在Simulink中建立了车辆的逆驱动/制动控制动力学模型,得到了期望加速度与制动总缸压力和期望驱动转矩之间的关系。此外为了防止驱动与制动执行器在临界值频繁切换,延长执行器的使用寿命及驾驶体验,对驱/制动系切换策略进行了分析设计,并在新欧洲循环工况法（NEDC）的基础上进行简化的工况测试以验证整车动力学模型的可行性。（3）接着,基于模型预测（MPC）的算法框架建立前后车纵向运动学状态空间方程作为预测模型,对其进行线性离散化;将车间距误差、相对距离、自车加速度、自车加速度变化率作为优化性能目标组成代价函数,建立符合跟车安全性、乘坐舒适性的多目标优化MPC控制算法。并使用硬约束软化的方法避免在线求解二次规划无解的问题。（4）最后,利用Simulink中的S函数对第四章节设计的基于MPC的多目标优化上层控制算法进行程序编写,并搭建Matlab/Simulink和Carsim联合仿真平台。设置五种不同的典型交通场景,通过与传统PID控制算法进行联合对比仿真,验证了本文开发的纯电动汽车ACC控制系统的准确性及有效性。
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