基于人工流场的四轮转向自动驾驶集成控制算法

作     者：刘庆伟 GORDON Tim RAHMAN Shammi 喻凡 LIU Qingwei;GORDON Timothy;RAHMAN Shammi;YU Fan

作者机构：上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 林肯大学工学院英国林肯LN67TS 

出 版 物：《机械设计与研究》 (Machine Design And Research)

年 卷 期：2022年第38卷第4期

页      面：138-144页

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51875340) 

主　　题：自动驾驶 路径跟踪 车辆动力学 集成控制 

摘      要：提出了一种基于人工流场的四轮转向车辆自动驾驶路径跟踪集成控制算法。在确定的驱动、制动和侧向加速度约束下,规划了沿期望参考路径的速度轨迹。利用人工流场引导算法设计了质点模型沿参考路径的参考速度矢量生成算法,针对四轮转向车辆,选定前后轴的中心为控制点,并设计了前馈+反馈的底层控制算法。利用MATLAB/Simulink和CarMaker搭建了仿真环境,并设计了连续曲率变化和大曲率变化两种典型工况,验证了所提出的控制算法的有效性。试验结果表明,在质心侧向加速度0.6g的极限工况下,控制算法可实现侧向跟踪误差和偏航角误差分别小于5 cm和4°。