[发明专利]一种基于MPC的异质车辆队列分布式节能控制方法

摘要

本发明公开了一种基于MPC的异质车辆队列分布式节能控制方法，该方法包括步骤100，构建异质车辆队列；步骤200，构建分布式异质队列节能控制方法框架，包括节能控制器和跟车控制器；步骤300，设计节能控制器；步骤400，制定异质车辆队列中各车辆行驶的经济车速；步骤500，设计跟车控制器；步骤600，明确异质队列中各车辆控制器分工；步骤700，在没有道路坡度的情况下，所述异质车辆队列中各车辆按照步骤400提供的所述经济车速行驶；以及，在有道路坡度的情况下，异质车辆队列中各车辆按照如下步骤提供的当前最经济车速行驶。本发明提供的控制方法能够达到异质车辆队列的跟车及稳定性控制同时实现在获取道路信息情况下的异质队列的节能控制，该种方法能够有效的减小车辆队列的能耗。

主权项

1.一种基于MPC的异质车辆队列分布式节能控制方法，其特征在于，包括：步骤100，构建异质车辆队列，按照行驶方向、排在所述异质车辆队列的第一辆车为领航车，其它车均为跟随车；步骤200，构建分布式异质队列节能控制方法框架，控制器框架分为两种功能性控制器，一种为节能控制器，另一种为跟车控制器；步骤300，设计节能控制器，应用于步骤100中所述异质车辆队列中的每辆车；步骤400，制定所述步骤100的所述异质车辆队列中各车辆行驶的经济车速；步骤500，设计跟车控制器，应用于步骤100所述异质车辆队列中的跟随车辆；步骤600，明确异质队列中各车辆控制器分工：领航车通过获取实时道路信息计算经济车速只采用节能控制器，跟随车辆需考虑实时道路信息并达到队列跟车效果，控制器采用节能控制器与跟车控制器协同控制；步骤700，在没有道路坡度的情况下，所述异质车辆队列中各车辆按照所述步骤400提供的所述经济车速行驶；以及，在有道路坡度的情况下，所述异质车辆队列中各车辆按照如下步骤提供的当前最经济车速行驶：步骤710，基于异质队列控制器分工设计控制器结构，控制领航车，其具体包括：步骤711，获取领航车的当前车况信息和当前路况信息，其中，所述领航车的当前车况信息包括所述领航车的实际转矩、速度和当前实时位置信息，所述领航车的路况信息包括所述领航车所行驶的当前路段的高速路段速度限制信息和当前实时道路坡度信息；步骤712，根据所述步骤711获取的领航车的当前实时道路坡度信息，利用预先设置在领航车的控制器内置的目标函数求取当前路段的最经济转矩序列，并将该最经济转矩序列的第一个值传递给该领航车的车辆传动系统，由该车辆传动系统换算得到领航车的当前最经济车速；步骤713，将所述步骤712获得的领航车的最经济转矩序列及当前的最经济车速、位置和实际转矩通过车车通信输送给各所述跟随车；步骤720，基于异质队列控制器分工设计控制器结构，控制跟随车，其具体包括：步骤721，通过车车通信获取自车的当前车况信息和路况信息，其中，所述自车的当前车况信息包括所述自车的实际转矩、速度和当前实时位置信息，所述自车的路况信息包括所述自车所行驶的当前路段的高速路段速度限制信息和当前实时道路坡度信息，所述自车为所述跟随车中的任意一辆；步骤722，通过车车通信方式接收所述领航车和前车的最经济转矩序列、当前的最经济车速以及所述当前车况信息，利用自车的控制器内置的目标函数求取计算当前时刻的最经济转矩序列，并将该最经济转矩序列的第一个值传递给该自车的车辆传动系统，由该车辆传动系统换算得到自车的当前最经济车速；步骤723，将所述步骤722获得的自车的最经济转矩序列、当前的最经济车速以及所述当前车况信息输送给相邻的后车，所述后车为按照行驶方向、排在所述自车后面的跟随车。