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565体育:115周年校庆“学术华农”系列活动之0176:工程名师名家论坛:自动驾驶半挂车列车车队模型预测控制策略研究

来源单位及审核人:编辑:审核发布:工程学院 发布时间:2024-06-04


学术报告


题目: 自动驾驶半挂车列车车队模型预测控制策略研究

时间: 202466日上午9:30-11:30

地点: 工程学院一楼报告厅

报告人:胡广地 教授

报告人简介:

胡广地,新能源及智能汽车控制专家,国家海外特聘专家。曾担任西南交通大学首席教授、博士生导师、汽车研究院院长、四川省新能源汽车整车集成与智能化协同创新中心负责人、四川省新能源汽车国际科技合作基地负责人。兼任四川省新能源汽车产业技术创新联盟秘书长、中国智能交通协会道路车辆专业委员会委员、中国通信学会车联网委员会委员、2019年全球未来出行大会智能网联核心技术论坛主席,主持/参与制定了国家与省部级多项汽车产业发展规划。

 1986年获浙江大学机械及能源工程学院学士学位,1989年获哈尔滨工程大学动力与能源工程学院硕士学位,1994年获大连理工大学运载工程与力学学部博士学位。 199412月至19978月在德国达姆斯达特技术大学力学研究所做访问学者。2001年获加拿大多伦多大学控制工程博士学位。2001年至2010年先后担任美国福特汽车公司技术研究开发中心控制系统工程师、美国卡特皮勒公司技术研发中心电控技术专家。20104月至201311月担任潍柴动力股份有限公司首席技术专家、发动机排放技术研究所所长。

研究方向为新能源及智能网联汽车控制、锂离子动力电池管理和热失效分析、燃料电池管理、汽车大数据分析、车辆动力学及控制、发动机节能与减排控制,主持多项国家及省部级科技重大/重点专项,发表核心期刊以上学术论文100余篇,授权国家发明专利50余项、PCT国际专利8项。


报告摘要:

建立半挂车列车整车动力学模型。基于半挂车列车的运动特点,分别对牵引车和挂车进行动力学建模,并分析牵引车和挂车之间的运动耦合约束关系。针对半挂车列车重心高,转弯时易侧翻的问题,采用了主动悬架系统并进行动力学建模,以控制半挂车列车的侧倾角。

半挂车列车路径跟踪控制器设计。结合跟踪误差方程和简化六自由度半挂车列车动力学模型,确定用于控制器设计的状态空间方程。以前轮转角、纵向加速度、主动抗侧倾力矩作为控制量,以半挂车列车的跟踪路径、期望速度、期望侧倾角作为控制目标,利用模型预测控制算法(MPC)建立半挂车列车路径跟踪控制器,实现路径跟踪时车辆侧倾运动的有效控制。

车队队列控制器设计。在采用可变时距策略的基础上,考虑前车车速以及紧急制动距离的影响,建立安全可靠的车距策略。结合碰撞时间TTC和各车间距,将自车跟随前车工况分为稳态跟随、加速、强减速、弱减速四大子模式,通过划分不同的子模式对加速度进行约束,保证期望纵向加速度波动平稳。在此基础上,利用模型预测控制算法建立车队队列控制器,实现车队之间的纵向控制。

自动驾驶半挂车列车车队集中式控制器设计。在结合前述半挂车车辆轨迹跟踪控制策略基础上,引入车队纵向控制策略作为新的约束条件,建立自动驾驶半挂车列车车队控制模型,提出一种基于模型预测控制的集中式半挂车列车车队控制器。最后基于搭建的控制器,采取不同的仿真工况,进行MATLAB/SimulinkTrucksim联合仿真验证。



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