1.3 研究内容与技术路线

本书在国家重点研发计划“高性能纯电动运动型多功能汽车（SUV）开发”（项目编号：2018YFB0106100）的资助下，通过与长安汽车公司合作，围绕四驱纯电动汽车开展参数优化设计、再生制动控制、悬架控制和纵-垂动力学综合控制等方面的研究，主要内容如下：

（1）针对车辆设计初期因车辆整备质量未知而引起的难以获取车辆动力性指标约束的问题，提出质量闭环算法，并证明该算法的收敛性。在此基础上，进一步提出一种融合质量闭环算法、动态规划和遗传算法的四驱纯电动汽车参数闭环优化设计方法。其中，动态规划算法用于获得车辆电耗，遗传算法用于集成质量闭环算法和动态规划。

（2）针对四驱纯电动汽车常规制动过程中的能量高效回收问题，提出一种基于预测优化的再生制动控制策略。该策略集成了自适应三次指数预测和两阶段动态规划。自适应三次指数预测利用车辆的行驶信息，预测车辆将来的行驶信息，如车速等，为车辆的优化控制提供参数支撑。两阶段动态规划用于获取车辆的控制参数，为实现车辆的优化控制提供依据。

（3）针对车辆制动过程中车身俯仰运动导致车辆乘坐舒适性变差的问题，建立考虑制动强度对车辆垂向运动影响的等效动力学半车模型。在此基础上，提出一种考虑制动强度影响的模型预测主动悬架控制策略。之后，采用李雅普诺夫稳定性理论证明模型预测控制系统的稳定性。

（4）为了同时提高车辆的乘坐舒适性和能量回收效率，建立车辆制动过程中的纵-垂耦合动力学模型。在此基础上，提出一种纵-垂综合控制策略，具体包括模型预测控制和神经模糊控制策略。模型预测控制用于提高车辆的乘坐舒适性，神经模糊控制策略用于提高车辆的能量回收效率。

（5）基于电液复合制动试验台，分析台架制动过程中的转矩耦合原理，确定电机转矩的测试方案，标定制动轮缸压力与占空比的关系，对预测控制策略和综合控制策略的部分仿真结果进行验证。

基于上述研究内容，本书制定了图1.1所示的技术路线。该技术路线的具体内容如下：首先结合质量闭环算法、动态规划和遗传算法获取四驱纯电动汽车参数闭环优化设计方法，为车辆的控制提供参数基础。其次，建立纵向制动动力学模型，进行纵向制动运动控制研究，获取预测控制策略；建立垂向制动动力学模型，进行垂向制动运动控制研究，获取模型预测控制策略。基于上述研究，建立纵-垂耦合动力学模型，进行纵-垂制动运动控制研究，获取纵-垂综合控制策略。最后，通过台架试验对预测控制策略和纵-垂综合控制策略的部分仿真结果进行验证。

图1.1 技术路线