基于转向与制动协同的无人车辆轨迹跟踪控制

作     者：李尧尧 郭超然 李杨 赵玉壮 LI Yaoyao;GUO Chaoran;LI Yang;ZHAO Yuzhuang

作者机构：中国人民解放军63921部队北京100094 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2023年第45卷第4期

页      面：1185-1192页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51375046)资助课题。 

主　　题：无人车辆 高速低附 紧急避障 轨迹跟踪 分层协同 

摘      要：针对无人车辆轨迹跟踪控制在极端工况条件下的车辆失稳问题,提出一种考虑车辆横摆稳定性的前轮转向与差动制动分层协同轨迹跟踪控制策略。首先,顶层策略基于模型预测控制算法设计,控制输出为前轮转角,以实现常规工况下的期望轨迹跟踪控制;其次,底层策略基于滑模控制算法设计,得到车辆维持路径跟踪所需的附加横摆力矩,以提高极限复杂工况的横摆稳定性;进而,引入差动制动控制策略对单独车轮制动力矩进行动态分配。整车联合仿真结果表明,所提出的转向与制动分层协同轨迹跟踪控制策略及算法,在高速低附紧急避障工况下,能够有效避免车辆侧滑失稳,明显提高车辆稳定性及轨迹跟踪精度。