學(xué)術(shù)報(bào)告

題目： 自動(dòng)駕駛半掛車列車車隊(duì)模型預(yù)測(cè)控制策略研究

時(shí)間： 2024年6月6日上午9:30-11:30

地點(diǎn)： 工程學(xué)院一樓報(bào)告廳

報(bào)告人：胡廣地 教授

報(bào)告人簡(jiǎn)介：

胡廣地，新能源及智能汽車控制專家，國(guó)家海外特聘專家。曾擔(dān)任西南交通大學(xué)首席教授、博士生導(dǎo)師、汽車研究院院長(zhǎng)、四川省新能源汽車整車集成與智能化協(xié)同創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人、四川省新能源汽車國(guó)際科技合作基地負(fù)責(zé)人。兼任四川省新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長(zhǎng)、中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)道路車輛專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)通信學(xué)會(huì)車聯(lián)網(wǎng)委員會(huì)委員、2019年全球未來(lái)出行大會(huì)智能網(wǎng)聯(lián)核心技術(shù)論壇主席，主持/參與制定了國(guó)家與省部級(jí)多項(xiàng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

 1986年獲浙江大學(xué)機(jī)械及能源工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位，1989年獲哈爾濱工程大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院碩士學(xué)位，1994年獲大連理工大學(xué)運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部博士學(xué)位。 1994年12月至1997年8月在德國(guó)達(dá)姆斯達(dá)特技術(shù)大學(xué)力學(xué)研究所做訪問(wèn)學(xué)者。2001年獲加拿大多倫多大學(xué)控制工程博士學(xué)位。2001年至2010年先后擔(dān)任美國(guó)福特汽車公司技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心控制系統(tǒng)工程師、美國(guó)卡特皮勒公司技術(shù)研發(fā)中心電控技術(shù)專家。2010年4月至2013年11月?lián)螢H柴動(dòng)力股份有限公司首席技術(shù)專家、發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)研究所所長(zhǎng)。

研究方向?yàn)樾履茉醇爸悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車控制、鋰離子動(dòng)力電池管理和熱失效分析、燃料電池管理、汽車大數(shù)據(jù)分析、車輛動(dòng)力學(xué)及控制、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能與減排控制，主持多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)科技重大/重點(diǎn)專項(xiàng)，發(fā)表核心期刊以上學(xué)術(shù)論文100余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利50余項(xiàng)、PCT國(guó)際專利8項(xiàng)。

報(bào)告摘要：

建立半掛車列車整車動(dòng)力學(xué)模型。基于半掛車列車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，分別對(duì)牽引車和掛車進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，并分析牽引車和掛車之間的運(yùn)動(dòng)耦合約束關(guān)系。針對(duì)半掛車列車重心高，轉(zhuǎn)彎時(shí)易側(cè)翻的問(wèn)題，采用了主動(dòng)懸架系統(tǒng)并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，以控制半掛車列車的側(cè)傾角。

半掛車列車路徑跟蹤控制器設(shè)計(jì)。結(jié)合跟蹤誤差方程和簡(jiǎn)化六自由度半掛車列車動(dòng)力學(xué)模型，確定用于控制器設(shè)計(jì)的狀態(tài)空間方程。以前輪轉(zhuǎn)角、縱向加速度、主動(dòng)抗側(cè)傾力矩作為控制量，以半掛車列車的跟蹤路徑、期望速度、期望側(cè)傾角作為控制目標(biāo)，利用模型預(yù)測(cè)控制算法（MPC）建立半掛車列車路徑跟蹤控制器，實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤時(shí)車輛側(cè)傾運(yùn)動(dòng)的有效控制。

車隊(duì)隊(duì)列控制器設(shè)計(jì)。在采用可變時(shí)距策略的基礎(chǔ)上，考慮前車車速以及緊急制動(dòng)距離的影響，建立安全可靠的車距策略。結(jié)合碰撞時(shí)間TTC和各車間距，將自車跟隨前車工況分為穩(wěn)態(tài)跟隨、加速、強(qiáng)減速、弱減速四大子模式，通過(guò)劃分不同的子模式對(duì)加速度進(jìn)行約束，保證期望縱向加速度波動(dòng)平穩(wěn)。在此基礎(chǔ)上，利用模型預(yù)測(cè)控制算法建立車隊(duì)隊(duì)列控制器，實(shí)現(xiàn)車隊(duì)之間的縱向控制。

自動(dòng)駕駛半掛車列車車隊(duì)集中式控制器設(shè)計(jì)。在結(jié)合前述半掛車車輛軌跡跟蹤控制策略基礎(chǔ)上，引入車隊(duì)縱向控制策略作為新的約束條件，建立自動(dòng)駕駛半掛車列車車隊(duì)控制模型，提出一種基于模型預(yù)測(cè)控制的集中式半掛車列車車隊(duì)控制器。最后基于搭建的控制器，采取不同的仿真工況，進(jìn)行MATLAB/Simulink和Trucksim聯(lián)合仿真驗(yàn)證。