[发明专利]基于反馈优化的车辆节能预测自适应巡航控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于反馈优化的车辆节能预测自适应巡航控制方法核装置，该方法包括：步骤S1，获取自车预测状态、前车预测状态和后车预测状态；步骤S2，判断当前时刻是否为反馈增益切换时刻，若是，则进入步骤S3，反之，则沿用上一时刻的反馈增益，计算上位控制输入；步骤S3，构建经济优化问题，求解最优反馈增益，计算最优上位控制输入，并将最优控制输入序列对应的自车状态作为下一时刻自身预测状态，并返回步骤S2。本发明可在给定的反馈增益范围内，选取能耗最优的值，并通过设计反馈增益切换时间保证跟踪稳定性。

技术领域

本发明涉及智能网联汽车辅助技术领域，特别是关于一种基于反馈优化的车辆节能预测自适应巡航控制方法和装置。

背景技术

自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)等驾驶辅助系统为降低能源消耗提供了技术支持。通过V2X(Vehicle to Everything)通信，车辆可利用前车的预测信息调整自身运动状态实现特定目标最优控制。

现有ACC系统节能控制方法将轨迹跟踪、燃油消耗、乘坐舒适性等多目标综合考虑，降低了经济最优性。此外，多数现有方法只能保证跟踪误差的有界稳定，无法实现更精确的跟踪效果。因此，一种以能耗最优为目标，同时具有较高跟踪精度的ACC方法亟待提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反馈优化的车辆节能预测自适应巡航控制方法和装置来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种基于反馈优化的车辆节能预测自适应巡航控制方法，该方法包括：

步骤S1，获取自车预测状态、前车预测状态和后车预测状态；

步骤S2，判断当前时刻是否为反馈增益切换时刻，若是，则进入步骤S3，反之，则沿用上一时刻的反馈增益，计算上位控制输入；

步骤S3，构建经济优化问题，求解最优反馈增益，计算最优上位控制输入，并将最优控制输入序列对应的自车状态作为下一时刻自身预测状态，并返回步骤S2。

进一步地，步骤S3的构建经济优化问题中包括：

采用函数(11)描述的线性时变的反馈增益控制输入u(t)：

其中，K(t)为时变反馈增益；为自车跟踪误差向量。

进一步地，步骤S3的构建经济优化问题的代价函数包含(18)描述的每个采样时刻的单位位移油耗量l(x^p(k|t))，其中，E_C(x^p(k|t))为对应x^p(k|t)的燃油消耗率，被描述为式(6)；P_d(x^p(k|t))为对应x^p(k|t)的驱动系统输出功率，被描述为式(7)，构建经济优化问题描述为式(13)，并满足约束式(14)-式(17)；

x^p(0|t)＝x(t) (14)