随着世界的环境污染和汽油的消耗问题的严重，电动汽车迅速发展起来。电动汽车成为了汽车行业发展的重要方向。我国的汽车保有量也越来越多，汽车成为人们生活不可缺少的一部分。自适应巡航系统是一种安全性驾驶辅助系统，应用于各大汽车厂的大量车辆中。一般都是研究燃油汽车的自适应巡航系统，所以国内对于电动汽车的自适应巡航系统的研究很少。所以研究电动汽车自适应巡航系统的动力学参数的研究具有重要意义和研究价值。本课题针对电动汽车自适应巡航（ACC）系统和技术所涉及的车辆动力学关键参数，从车辆运动和电机控制两方面，定量分析“自车-前车”运动时空状态与ACC“启动-运作-退出”控制策略之间的逻辑关系，并基于仿真建模分析，探讨ACC控制策略所对应的电机功率、电流、转速等基本参数的控制方法，并针对常态工况（例如直行车道、匀速行车且ACC感知子系统充分运作）、非常态工况（例如转弯车道、变速行车、或ACC感知子系统不充分运作），优化设计ACC控制策略和电机控制方法。
目录
1.引言 1
1.1 电动汽车自适应巡航系统概述 1
1.2 电动汽车自适应巡航系统国内外研究现状 1
1.3电动汽车自适应巡航系统的发展 2
2.电动汽车纵向运动学建模 5
2.1 电动汽车纵向运动学 5
2.2 基于 PID 控制的下层控制器设计 6
2.2.1 PID 控制器原理 6
2.2.2下层 PI 控制器设计及建模 8
3.ACC系统的控制策略及算法 10
3.1 定速巡航与跟车切换策略 10
3.2驱动与制动控制切换策略 11
3.3驾驶员主动干预策略 11
3.4 速度控制算法 12
3.5 距离控制算法 12
3.6安全距离算法 13
4.ACC系统Simulink仿真分析 14
4.1 常态工况 14
5.总结 16
致谢 17
参考文献 18
1.引言
1.1 电动汽车自适应巡航系统概述
中国汽车工业在转变为新的产业结构的过程中发展迅速。随着汽车拥有量的越来越多 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
，每家人都拥有至少一辆汽车，汽车在人们的生活中变得越来越重要，我们通常都会选择更安全，更舒适和更经济的汽车来驾驶。该因素大大加快了自适应巡航系统这类的驾驶辅助系统的研发与应用。
地球上的能源资源总有用完的那一天，而大气污染问题也越来越严重。因此，许多大学和各大汽车企业都开始研究电动汽车。电动汽车具有许多传统燃料汽车不具备的优势。电动汽车的能量转换远远高于燃料汽车。在传热过程中燃料车辆能量转换的效率不可避免地丧失。这也是限制燃料汽车动力系统研究的重要原因。电动汽车可以减少能量损失。因为它的动力控制可以采用直接转矩控制。电动汽车在近些年由于经济性和所产生的污染气体少也更受到用户的关注。在日常生活中，噪音污染和排气问题排放对各级政府部门施加压力。电动汽车噪声和小废气排放的优势非常适合城市发展。根据相关研究和分析，从长远发展的角度来看，中国将无法获得燃料汽车工业技术的核心技术。中国在很短的时间为了在汽车领域达到或者超过其他国家只能通过研究发展电动汽车。
汽车自适应巡航系统（ACC），也称为智能巡航控制系统（ICC）或自主智能巡航控制（AICC），是一种高级驾驶员辅助系统。驾驶员辅助系统（ADAS）的一个重要部分是汽车的主动安全控制系统。[2]自适应巡航系统是传统的定速巡航系统的升级版本。它根据通过车载雷达传感器的检测本人车辆与目标车辆，然后系统自动开始计算两车的相对距离、相对速度和加速度信息进行判断是否加速还是减速。通过这些信息来自动地调节阀的开口或制动压力，以保持足够的安全距离，从而驱动车辆的安全性的车辆和目标车辆之间改善到。此外，汽车的自适应巡航系统对于减轻驾驭包袱，改善乘客与驾驶员的感受，减少交通事故，改善道路使用和减少燃料消耗是重要的。
1.2 电动汽车自适应巡航系统国内外研究现状
1971年，美国EATON公司率先开始开发自适应巡航系统。随后美国福特，通用汽车和克莱斯勒汽车公司相继开始研发工作。2015年，美国特斯拉生产的Model S运动型多功能车具有自动驾驶辅助系统。ACC系统开始以半自动驾驶进入大众的视线。它可实现定速巡航和跟车功能。即在道路上定速行驶，又能在跟车时确保前车和本车间距在安全距离中。通过毫米波雷达系统和摄像机系统来进行判断距离，当车辆处于危险情况时，主动防撞系统可以自动控制本车开始减速制动，确保驾驶员和乘客的安全。
日本对车辆主动安全技术的研究与开发比其余的国家要早的多。1995年，日本的三菱公司首次开发了装备了自适应巡航系统的车辆。然后丰田和本田汽车有限公司积极投资开发驾驶系辅助统。自适应巡航系统已经被用于大量的丰田和本田汽车。[9]
德国百年汽车品牌梅赛德斯奔驰的GLS系列，E系列和S系列为了使汽车达到自动驾驶巡航给这些系列的汽车装上了摄像头和雷达。德国梅赛德斯奔驰安装了驾驶员辅助驾驶系统这符合驾驶员对卡车的特性。它可以在高速公路上按照规定速度自动行驶，不需要司机自己踩加速踏板控制车速。只要前面的车辆控制速度，自己的车就会跟踪与前车速度相匹配的合理距离。[7]
与发达国家相比，国内自主安全技术发展相对较晚，各大高校和企业先后开展了汽车主动安全技术研究工作。吉林大学提出了基于前后理论和模糊的驾驶员最优预览加速模型。清华大学国家重点汽车实验室早对汽车主动防撞系统进行了研究并且已经获得了巨大的进步。东南大学，北京理工大学，上海同济大学等也进行了系列研究。目前，国内防撞雷达制造技术还未成型。关于24GHz和77GHz毫米波雷达传感器的大规模生产基本都是被发达国家垄断了。当然也有例如湖南纳雷和芜湖森思泰克就成功地生产了这种传感器。
1.3电动汽车自适应巡航系统的发展
从开始研究汽车自适应巡航系统，自适应巡航系统的发展可分为如下三个阶段。
（1）定速巡航系统
早期的固定速度巡航系统仅使用机械拉线式装置来控制固定位置的油门，而且没有提供更多其他方便地功能，这表示早期系统无法控制车速或提高汽车驾驶的安全和乘客的感受。在1961年，巡航控制系统能够实现全油门控制但是他必须要保证车速在6至10英里/小时。在1980年，随着微处理器的快速发展，它的诸多优点例如实用，可靠和成本降低了很多，再加上集成电子的普遍，元件减少和易于组装，巡航控制系统变得更加容易操作，更可靠并且更加坚固，并且可以执行基本的巡航控制功能。目前，在路上仍然有大量具有固定速度巡航控制系统的汽车可以驾驶。
定速巡航系统的主要功能是根据驾驶员的需要锁定汽车的车速。其基本结构如图131所示。定速巡航系统组成：控制器、控制组件、油门执行器和车速传感器。

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