基于自適應(yīng)模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車恒速下坡控制研究.pdf

1、汽車在山區(qū)行駛時(shí)，經(jīng)常遇到下長坡、轉(zhuǎn)彎等工況，為保證行車安全，需對(duì)車速進(jìn)行必要的控制，從而導(dǎo)致車輛制動(dòng)系統(tǒng)處于長時(shí)間持續(xù)制動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車來說，制動(dòng)器熱負(fù)荷很大，往往采取安裝輔助制動(dòng)系統(tǒng)來緩解制動(dòng)器負(fù)荷。而電動(dòng)汽車可采用再生制動(dòng)作為輔助制動(dòng)來減輕機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的工作負(fù)荷，減少制動(dòng)器升溫，提高制動(dòng)安全性。而且通過再生制動(dòng)，可將行駛時(shí)的慣性能量轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存至儲(chǔ)能裝置中，從而有效地延長電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程。
　　針對(duì)電動(dòng)汽車下長坡

2、制動(dòng)工況，當(dāng)路面坡度時(shí)變的情況下研究下長坡時(shí)再生制動(dòng)力與機(jī)械制動(dòng)力的協(xié)調(diào)分配以保證電動(dòng)汽車恒速下坡。對(duì)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)做了簡明的介紹，并根據(jù)車輛條件給出了再生制動(dòng)的限制條件，以電動(dòng)客車為例，建立了再生制動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并給出了數(shù)學(xué)模型中各個(gè)變量需要滿足的范圍。然后利用最小二乘辨識(shí)方法對(duì)路面坡度進(jìn)行在線辨識(shí)，通過Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明最小二乘辨識(shí)方法可以很好地辨識(shí)路面坡度變化。
　　

3、為保證車輛在坡度變化時(shí)能保持恒速下坡，根據(jù)給出的制動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用自適應(yīng)模型預(yù)測控制方法設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)主要完成控制對(duì)象預(yù)測模型輸入、滾動(dòng)優(yōu)化、在線校正等幾個(gè)步驟，路面坡度辨識(shí)結(jié)果作為可測干擾信號(hào)加入模型預(yù)測控制中，根據(jù)路面坡度的變化實(shí)現(xiàn)車速的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。同時(shí)本文將自適應(yīng)模型預(yù)測控制結(jié)果與不帶有自適應(yīng)機(jī)制的PID控制方法的控制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明自適應(yīng)模型預(yù)測控

4、制下的車速能夠更好地跟蹤理想車速，路面坡度變化對(duì)其影響更小。
　　最后，本文采用Matlab/Simulink建立了電動(dòng)客車各個(gè)部件的仿真模型，包括車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型、電機(jī)模型、電池模型和制動(dòng)模式切換模型。制動(dòng)模式切換模型的主要功能是基于電池特性等實(shí)際情況考慮下，當(dāng)電池SOC高于一定值，再生制動(dòng)失效，此時(shí)制動(dòng)模式自動(dòng)切換至單一機(jī)械制動(dòng)模式。對(duì)各個(gè)部件建模并加入控制模塊后仿真結(jié)果表明，車輛在自適應(yīng)模型預(yù)測控制模式下可以實(shí)現(xiàn)精確的速度