基于模型預測控制的汽車主動安全系統仿真研究

摘 要：隨著汽車工業的迅猛發展和人們對交通安全要求的不斷提高，汽車主動安全系統成為研究熱點，傳統的被動安全系統，如安全帶、氣囊等，雖然能夠在事故發生時保護乘員，但其作用有限，且無法避免事故的發生。因此，汽車主動安全系統應運而生，其目標是通過先進的傳感器、控制器和執行機構，主動干預車輛運行，預防和減少交通事故的發生。本文研究基于模型預測控制的汽車主動安全系統仿真，旨在通過MPC的實時優化能力，提升車輛在不同駕駛環境下的安全性和穩定性。

關鍵詞：模型預測控制 汽車主動安全 仿真 控制

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汽車主動安全系統主要包括防抱死制動系統（ABS）、電子穩定控制系統（ESC）、自適應巡航控制系統（ACC）、車道保持輔助系統（LKA）等。這些系統在不同程度上提高了車輛的行駛安全性和穩定性。然而，隨著交通環境的日益復雜，僅依靠單一的主動安全技術已難以滿足現代車輛對高效、安全行駛的要求。因此，整合多種主動安全技術，并結合先進的控制方法，實現全方位的主動安全控制成為當前研究的重要方向。模型預測控制（MPC）作為一種先進的控制方法，因其能夠處理多變量耦合系統、處理約束條件和實時優化等特點，在汽車主動安全系統中具有廣闊的應用前景。MPC通過在線優化未來一段時間內的控制輸入，使系統在預測時域內達到最優狀態，并具有良好的魯棒性和適應性。相比傳統控制方法，MPC能夠更好地應對復雜的駕駛環境和多樣的工況變化。……