控制理论与应用

作者：闫立冰,冯健洧,熊嘉伟,申宗,冯海浩,吕宪勇

单位：潍柴动力股份有限公司,潍柴动力股份有限公司,潍柴动力股份有限公司,潍柴动力股份有限公司,潍柴动力股份有限公司,潍柴动力股份有限公司

关键词：路径规划;动态规划;模型预测控制;燃油经济性

随着“碳达峰、碳中和”世纪目标的提出,以商用车、乘用车为代表的能源消耗行业开始进行新一轮的技术革命,随着自动驾驶、智能网联技术的发展,融合道路信息的智能驾驶技术正在飞速发展.通过合理地规划车辆速度, 减少车辆不必要的制动与换挡,减少交通信号灯处的等待时间,可以提高车辆的燃油经济性.本文旨在开发具有高效性、经济性等优势的商用车路径规划算法,提出了一种双动态规划+模型预测控制(MPC)的控制架构,结合前方道路上的红绿灯、限速、坡度等信息对车速、车辆位置进行规划,将车辆通行时间以及燃油消耗拆分求解,使其耦合性减少,保证车辆能够在快速通过前方道路的基础上,进一步提高燃油经济性.同时考虑到车辆跟踪规划路径时存在偏差,通过MPC对车辆的实际位置进行闭环,在考虑加速度限值的情况下,使车辆完成对规划路径的跟踪,最终实现车辆的节能降耗.本文通过Simulink+GT-SUITE平台联合仿真验证了所提出的控制策略应用于商用车路径规划的优越性,与单层动态规划的方案相比,本方案可以省油2.13%.

来源：2025年第8期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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