智能汽车轨迹跟踪与稳定性控制协调优化

如何在极限工况下合理地利用耦合的轮胎力,实现轨迹跟踪和运动稳定性的协同优化是当前智能汽车控制的难题之一.为了在保证智能车辆行驶稳定性的前提下提高对期望轨迹的跟踪精度,作者提出了一种基于运动学前馈模型的轨迹跟踪和底盘动力学稳定性协调的控制框架.首先,介绍了基于多点预瞄的四轮转向车辆-道路系统动力学模型;其次,基于LQR最优控制提出了一种四轮转向轨迹跟踪反馈控制器;再次,设计了一种基于滑模控制的底盘稳定性集成控制方法;同时,以轮胎侧偏特性作为切换门限进行轨迹跟踪与稳定性控制的协调优化;最后,在Simulink与TruckSim联合仿真的平台上进行了4种工况的对比试验,研究结果表明:文中所提出的轨迹跟踪与底盘稳定性协调控制方法,在各种路面附着和行驶工况下,相比于现有控制方法在轨迹跟踪准确性和行驶稳定性方面都有明显的提升,具有一定的工程应用价值.