混合动力汽车非线性模型预测巡航控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第16期机械工程学报Vl01．51NO．162015年8月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGAug．2015DoI：10．3901／JME．2015．16．011日△，匕口动力汽车非线性模型预测巡航控制木罗禹贡陈涛2李克强(1．清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084；2．中国汽车工程研究院股份有限公司重庆400039)摘要：针对混合动力汽车巡航过程的跟踪安全性和燃油经济性的优化问题，提出基于非线性模型预测理论的混合动力汽车预测巡航控制策略。考虑发动机燃油效率及

2、电机效率的非线性，提出离线安全与经济性协调预测优化与在线查表相结合的控制系统总体结构。基于车辆行驶距离空间域，建立具有动力学非线性、系统离散性的混合动力系统巡航控制的广义纵向动力学系统模型。以驾驶员稳定跟踪为约束，设计安全性与经济性协调的多性能指标数学量化函数。基于非线性模型预测理论，提出混合动力汽车预测巡航的多目标优化控制算法。为验证所提控制算法的有效性与综合优势，建立前向仿真平台及实车试验平台，仿真及实车结果都表明，所提出的预测巡航控制算法相比常规算法在跟踪安全性和燃油经济性方面具有较大优势。关键词：混合动力电动汽车；巡航控制；非线性模型

3、预测控制中图分类号：U469NonlinearModelPredictiveCruiseControlofHybridElectricVehicleLUOYugongCHENTaoLIKeqiangf1．StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafety&Energy,TsinghuaUniversity,Beijing100084；2．ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo．，Ltd．，Chongqing400039)Abstract：Focusingonthesaf

4、etyandfueleconomyimprovementofhybridelectricvehicle(HEV)duringtheadaptivecruisecontrol，apredictiveHEVcruisecontrolstrategyisproposedbasedonnonlinearmodelpredictivecontrolmethod．Consideringthenonlinearitiesofenginefueleficiencyandmotorelectricityeficiency,thecontrolarchitect

5、urecombinesofiinepredictiveoptimizationoftrackingabilityandfueleficiency,andonlineintegrationbasedonofiineresultsisdesigned．Consideringthenonlinearitiesanddiscretecharacteristicsofvehicledynamics，apositionbasedhybridlongitudinalinter-vehicledynamicsmodelisdeveloped．Basedont

6、heterminalconstraintsofstabletracking，acoordinatedcostfunctionoftrackingsafetyandfueleconomyisformulated．Utilizingthenonlinearmodelpredictivecontrolmethod，themulti—objectiveoptimizationcontrolalgorithmisdeveloped．Tovalidatethecomprehensiveperformancesandadvantagesofproposed

7、algorithm，bothsimulationandexperimentsareimplemented．Simulationandexperimentresultsshowthat，theproposedalgorithmhasbetterintegratedperformancesoftrackingabilityandfueleconomycomparedwithconventionalalgorithms．Keywords：hybridelectricvehicle；cruisecontrol；nonlinearmode1predic

8、tivecontrol5％～10％L1J。而自适应巡航控制能在保证一定的跟0前言踪安全性下调整车辆驱／制动功率，具有同时改善系统燃油经济性的潜力。因此，基于混合动力