考虑侧风稳定性的汽车轨迹跟踪自适应时域模型预测控制

作     者：袁志群 陈衍强 常宇轩 霍殿生 林立 Yuan Zhiqun;Chen Yanqiang;Chang Yuxuan;Huo Diansheng;Lin Li

作者机构：厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 福建省客车先进设计与制造重点实验室厦门361024 福建省风灾害与风工程重点实验室厦门361024 

出 版 物：《汽车工程》 (Automotive Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第10期

页      面：1829-1841,1852页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52278537) 福建省科技厅引导性项目(2021Y0045)资助 

主　　题：智能汽车 自动驾驶 侧风稳定性 自适应时域 模型预测控制 轨迹跟踪 

摘      要：为扩展模型预测控制的应用场景,提高智能汽车在极端风环境下的轨迹跟踪精度,提出了一种考虑侧风稳定性的自适应时域控制方法。首先,以跨海桥梁上轿车超车过程为研究对象,采用汽车空气动力学与系统动力学耦合方法建立轿车超车的侧风稳定性分析模型;接着,建立汽车侧偏安全风险模型,以侧偏风险等级、车速及横向误差为参考设计时域自适应调节器,实现预测时域和控制时域的动态调节;最后,采用CarSim和Simulink搭建联合仿真场景,通过五次多项式规划超车轨迹,验证控制器的跟踪精度及鲁棒性。结果表明:与固定时域及变权重模型预测控制器相比,改进后的控制器可以更好地抵抗“风-车-桥的气动干扰,以较低的实时性代价提高了车辆轨迹跟踪精度,汽车侧风稳定性得到明显提升。