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分布式无人车路径跟踪的行驶稳定性控制方法
1
作者 周枫林 陈腾飞 +2 位作者 游雨龙 王瑾元 汤迎红 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第1期109-116,共8页
针对分布式无人车路径跟踪过程中的跟踪效果以及车辆稳定性这一多目标控制问题,研究了一种基于双层控制理论的协调控制策略。该策略采用上下两层的控制框架。其中上层控制框架中设计了基于MPC的路径跟踪控制器和基于自适应模糊PID的横... 针对分布式无人车路径跟踪过程中的跟踪效果以及车辆稳定性这一多目标控制问题,研究了一种基于双层控制理论的协调控制策略。该策略采用上下两层的控制框架。其中上层控制框架中设计了基于MPC的路径跟踪控制器和基于自适应模糊PID的横摆力矩控制器,以权值切换函数协调两个控制量输出,在减小路径跟踪横向偏差的同时确保车辆具备良好的响应特性;在下层控制中,设计了基于稳定性滑转率控制和基于确定性力矩的四轮力矩最佳分配方式,用于执行上层控制器计算得到的控制需求,避免无人车产生侧滑并精确把控无人车上层架构所需求的横摆力矩,以保证无人车行驶的稳定性。通过在CarSim/Simulink进行仿真及实车试验,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 分布式无人车 路径跟踪 自适应模糊PID 稳定性控制
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全电驱分布式无人车路径跟踪控制仿真研究
2
作者 刘梦琪 游雨龙 周枫林 《智能计算机与应用》 2022年第3期61-70,79,共11页
为实现全电驱分布式无人车的路径跟踪控制仿真,联合Carsim和Simulink建立了具备独立驱动/制动/转向功能的全电驱分布式无人车运动仿真平台。在该仿真方法中,车辆行驶的整车动力学仿真在Carsim软件中实现,整车动力学中驱动轮的驱动力矩... 为实现全电驱分布式无人车的路径跟踪控制仿真,联合Carsim和Simulink建立了具备独立驱动/制动/转向功能的全电驱分布式无人车运动仿真平台。在该仿真方法中,车辆行驶的整车动力学仿真在Carsim软件中实现,整车动力学中驱动轮的驱动力矩及转速等参数直接来自Matlab/Simulink中建立的驱动电机、转向电机等驱动力、制动力参数,进而实现分布式无人车的四轮独立驱动/制动/转向电动车的功能。通过对无人车的转向控制和路径跟踪控制进行仿真,验证了该仿真平台的准确性及稳定性。 展开更多
关键词 分布式无人车 CARSIM 运动学模型 运动仿真 路径跟踪
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基于差动和自主转向协调的分布式驱动无人车轨迹跟踪 被引量：14
3
作者 徐兴 卢山峰 +2 位作者 陈龙 蔡英凤 李勇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期475-481,共7页
分布式驱动无人车能通过差动转向和原有自主转向的共同作用保证车辆的轨迹跟踪。在2自由度车辆动力学模型基础上,基于模型预测控制算法,提出预瞄时间自适应的轨迹跟踪方法,以满足转弯和直行工况的预测要求;考虑分布式驱动无人车构型特点... 分布式驱动无人车能通过差动转向和原有自主转向的共同作用保证车辆的轨迹跟踪。在2自由度车辆动力学模型基础上,基于模型预测控制算法,提出预瞄时间自适应的轨迹跟踪方法,以满足转弯和直行工况的预测要求;考虑分布式驱动无人车构型特点,基于参考横摆角,采用左右两侧驱动轮转矩差动控制,能在保证无人车总体转矩需求不变的情况下实现轨迹跟踪。为综合上述两种方法的优点,提出了利用设置权重的方法对自主转向和差动转向轨迹跟踪进行协调控制,并进行了Matlab与Car Sim的联合仿真和实车实验验证。结果表明,协调控制有效改善了转向的响应速度和灵活性,同时提高了无人车轨迹跟踪的可靠性和准确性。 展开更多
关键词 分布式驱动无人车 差动转向 自主转向 协调控制 轨迹跟踪
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分布驱动无人车在极限工况下的稳定跟踪控制
4
作者 严运兵 黄博文 +1 位作者 唐学权 田良宇 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期126-132,共7页
针对分布式驱动无人车在低附着、高速的极限工况下行驶时偏离目标路径和失稳的现象,提出一种稳定-跟踪联合控制策略,策略包含路径跟踪控制和横向稳定控制,使无人车在提高跟踪精度的同时又使其稳定性得到保障。路径跟踪模块在汽车二自由... 针对分布式驱动无人车在低附着、高速的极限工况下行驶时偏离目标路径和失稳的现象,提出一种稳定-跟踪联合控制策略,策略包含路径跟踪控制和横向稳定控制,使无人车在提高跟踪精度的同时又使其稳定性得到保障。路径跟踪模块在汽车二自由度模型的基础上,建立了最优LQR路径跟踪控制器,并引入前馈用以改善稳态误差,其次考虑误差变化的规律和路-车位置关系以及驾驶员预瞄模型,设计了改进的权重参数自适应LQR控制器;稳定性模块基于可以减小系统抖振的滑模模糊控制原理,并结合汽车稳定性参数的实际值与期望值的差值,求解出横摆力矩。其次在分配各轮转矩时建立约束条件,使得轮胎负荷率最小用以提升汽车的操纵稳定性。CarSim/Simulink仿真表明在高速、低附着的换道工况下,改进后的LQR控制器有效地改善跟踪误差,具有良好的鲁棒性。且在加入稳定性控制器后,横摆角速度与质心侧偏角的调节时间变短,极大改善了无人车在极限工况下的稳定性。 展开更多
关键词 分布式驱动无人车 自适应LQR控制 极限工况跟踪 横摆稳定性控制
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差动转向无人车轨迹跟踪和车身姿态控制研究 被引量：1
5
作者 田杰 潘新 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期112-120,共9页
针对分布式驱动无人车转向时车身在离心力作用下外倾,引起内侧车轮载荷减小,严重时会导致差动转向失效乃至车辆侧翻等问题,提出了一种差动转向无人车的轨迹跟踪和车身姿态控制方法;该控制方法可通过差动转向实现无人车轨迹跟踪,同时通... 针对分布式驱动无人车转向时车身在离心力作用下外倾,引起内侧车轮载荷减小,严重时会导致差动转向失效乃至车辆侧翻等问题,提出了一种差动转向无人车的轨迹跟踪和车身姿态控制方法;该控制方法可通过差动转向实现无人车轨迹跟踪,同时通过主动悬架实现转向时车身主动内倾来保证差动转向有效性,提高了无人车的操纵稳定性。建立考虑侧倾因素的车辆模型及参考模型,通过分数阶单点预瞄驾驶员模型得到了参考模型跟踪期望路径所需的参考前轮转角;基于此,设计了H_(∞)鲁棒控制器,通过控制差动转向无人车的横摆角速度和车身内倾角,分别跟踪参考模型提供的参考值,得到了所需的差动力矩及左右侧主动悬架控制力。研究结果表明:所设计的分数阶单点预瞄驾驶员模型和H_(∞)鲁棒控制器能有效保证差动转向无人车实现轨迹跟踪,同时实现了车身姿态控制。 展开更多
关键词 车辆工程 分布式驱动无人车 轨迹跟踪控制 车身姿态控制 差动转向 主动悬架 H∞鲁棒控制
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基于变权重系数的分布式驱动无人车轨迹跟踪 被引量：25
6
作者 徐兴 汤赵 +1 位作者 王峰 陈龙 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期36-45,共10页
为了提高分布式无人车轨迹跟踪的精度,提出了基于自主与差动协调转向控制的轨迹跟踪方法。首先,在车辆三自由度模型基础上,基于模型预测控制(MPC)实时计算前轮转角以控制车辆进行自主转向轨迹跟踪。在此过程中,为了提高自主转向下车辆... 为了提高分布式无人车轨迹跟踪的精度,提出了基于自主与差动协调转向控制的轨迹跟踪方法。首先,在车辆三自由度模型基础上,基于模型预测控制(MPC)实时计算前轮转角以控制车辆进行自主转向轨迹跟踪。在此过程中,为了提高自主转向下车辆的轨迹跟踪精度与行驶的稳定性,考虑多种因素,利用经验公式及神经网络控制对MPC的预瞄步数和预瞄步长进行多参数调整,实现预瞄时间的自适应控制。其次,在恒转矩需求的情况下,以轨迹偏差为PID控制器的输入及左右轮毂电机转矩为输出进行差动转向控制,实现了差动转向下的轨迹跟踪控制。然后,通过设置权重系数的方法将自主与差动转向相结合。考虑到车辆横纵向动力学因素,采用模糊控制及经验公式对权重系数进行了调整,从而在提高车辆转向灵活性与轨迹跟踪效果的同时保证车辆行驶的稳定性。CarSim与Simulink联合仿真以及实车试验结果表明:与自主转向轨迹跟踪相比,采用变权重系数的协调控制可以在不同的工况下提高车辆的转向灵活性与轨迹跟踪的精度,轨迹跟踪偏差的均方根值改善率达到了11%。所提出的协调转向控制方法可为分布式驱动车辆转向灵活性的提高及轨迹跟踪精度的改善提供一种新的思路。 展开更多
关键词 汽车工程 分布式驱动无人车 协调控制 预瞄时间自适应控制 轨迹跟踪 自主转向 差动转向 变权重系数
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