由于近些年汽车保有量的不断增长,由此引发的道路拥堵不堪、交通事故频发以及环境污染日益加剧等问题时刻困扰着人们。在此背景下,汽车产业开始逐渐向新“四化”模式转型,对于电动汽车相关智能辅助技术的研究也正如火如荼的进行。随着大众对驾驶体验的需求日渐高涨,自适应巡航系统作为一种智能化的自动驾驶控制技术,其开发和研究备受关注。但目前国内对于该系统在纯电动汽车上应用的研究相对较少,且由于动力传递路线的改变,传统燃油车使用的控制策略难以直接应用到纯电动汽车上来。因此从人、车、路三方面来看,对自适应巡航系统在纯电动汽车上的应用进行研究具有重要意义。本文将以纯电动汽车自适应巡航系统为对象进行研究,提出一种基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的分层式自适应巡航系统控制策略,通过仿真试验及结果分析可知,该策略具有良好的控制效果。主要研究内容如下:(1)基于分层式理论制定了自适应巡航系统控制策略的整体架构并确定各层主要功能;针对系统工作模式,将其划分为定速巡航以及跟车巡航两种模式,并制定相应模式切换控制策略;设计了驾驶员干预优先机制,以确保特殊情况下驾驶员的优先级。(2)建立以固定车头时距算法为基础的安全车间距模型;建立了描述车间相互纵向运动学特性的上层控制模型,然后在此基础上,建立了基于MPC算法的预测模型,分析控制需求并以此建立目标函数和约束条件求解出期望加速度。(3)以汽车行驶方程为基础建立了车辆逆纵向动力学模型,包括制动模式和驱动模式;针对在控制过程中,系统频繁在制动模式与驱动模式间来回切换的弊端,改进了两者间切换策略;针对纯电动汽车特点进行电机选型并建立仿真模型及制定相应控制方法。(4)针对跟车过程中存在的不同工况,通过Carsim与MATLAB/Simulink建立联合仿真平台,搭建纯电动汽车整车模型,并设计4种常见的道路工况进行仿真模拟,验证所提出的控制策略的有效性。仿真结果显示,所提出的控制策略在有效控制车辆行车过程的同时,可兼顾车辆的跟车安全性和乘坐舒适性。