[发明专利]基于观测器的纯电动智能汽车纵向车速控制方法

说明书

一种基于观测器的纯电动智能汽车纵向车速控制方法，属于汽车控制技术领域。本发明的目的是利用基于观测器的滚动时域优化控制算法来设计控制器，通过控制器优化出驾驶员需求的力矩，然后进行驱动和制动力矩分配，从而实现纵向车速有效控制的基于观测器的纯电动智能汽车纵向车速控制方法。本发明实现Matlab/Simulink和AMESim的联合仿真，在AMESim界面中添加与simulink通信的接口模块，经过系统编译之后，AMESim中的模型信息以S‑function的形式保留在Simulink中，从而实现两者的联合仿真与通信。本发明主要针对纯电动智能汽车纵向车速控制问题，针对系统的重要参数设计观测器，滚动时域优化控制算法能够很好的完成在线优化求解，同时能够显性的处理约束。

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域。

背景技术

为了减少交通事故的发生，降低内燃机汽车对能源消耗及环境污染的影响，伴随着互联网、信息、电子和智能技术的发展，汽车的智能化及电动化技术已经成为解决上述问题的有效途径。近年来，大众、宝马、奥迪等知名汽车制造企业以及百度、谷歌等著名互联网企业，都在不断的增加对智能驾驶汽车领域的人力、财力的投入，以抢占智能驾驶的前沿技术。智能驾驶技术的发展必然会引领汽车行业新一轮的重大变革。纵向车速控制作为纯电动智能汽车的底层控制算法，其控制效果直接影响着智能汽车的安全性和乘车舒适性等性能。对于纯电动智能汽车，由于电机的响应速度快，电机的扭矩和转速容易获取，这为纯电动智能汽车的纵向车速控制提供了良好的基础条件。针对于集中式纯电动智能汽车纵向车速控制，主要有以下问题：

1. 智能汽车纵向车速的控制，即通过设计控制器合理的产生驾驶需求力矩（包括驱动力矩和制动力矩），从而实现纵向车速的跟踪控制。

2.纯电动智能汽车纵向车速控制系统具有非线性。同时，控制器的输出要满足执行器电机和制动器的硬性约束，即驱动和制动力矩信号不能超过电机的实际最大输出力矩和制动器的最大制动力矩。

3.电动汽车需要动力电源，现在常用的是锂电池组，来给电机供电，电机的供电电压也影响着电机的最大输出力矩，因此在考虑电机的最大输出力矩时也必须考虑电池组输出电压的影响，即电机实际最大输出力矩是一个变约束。

4.系统参数的不可测，整车质量作为影响系统模型的重要参数，其随着乘车人的多少及体重而改变，而其并不可测。

发明内容

本发明的目的是利用基于观测器的滚动时域优化控制算法来设计控制器，通过控制器优化出驾驶员需求的力矩，然后进行驱动和制动力矩分配，从而实现纵向车速有效控制的基于观测器的纯电动智能汽车纵向车速控制方法。

本发明实现Matlab/Simulink和AMESim的联合仿真，

①必须设置PC电脑的环境变量，让两者相互关联；

②在AMESim界面中添加与simulink通信的接口模块，将Matlab/Simulink和AMESim间需要通信的变量连接到这个模块；

③经过系统编译之后，AMESim中的模型信息以S-function的形式保留在Simulink中，从而实现两者的联合仿真与通信。

本发明的步骤是：

一、集中式电动汽车仿真模型搭建：

电动汽车仿真模型包括电驱动模块、传动模块、轮胎模块以及车辆纵向动力学，整车模型参数如表一

表一电动汽车参数表

二、基于观测器的滚动时域优化控制器：

2.1面向控制器设计模型搭建

2.1.1车辆纵向动力学模型