考虑驾驶人特性的一主多从混合博弈容错控制

作     者：张博涵 卢少波 谢文科 谢菲菲 ZHANG Bo-han;LU Shao-bo;XIE Wen-ke;XIE Fei-fei

作者机构：重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 

基　　金：国家自然科学基金项目(51675066,51005256) 重庆市基础科学与前沿技术研究专项(cstc2017jcyjAX0323) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2021年第34卷第9期

页      码：161-171页

摘      要：为保证线控底盘电动汽车在遭遇执行器失效时的稳定性,并考虑人-车交互行为,提出了以驾驶人为领导者的一主多从(Single-leader-multiple-follower,SLMF)混合博弈容错控制框架。为实现驾驶人-车辆的交互控制,首先建立了两者的耦合模型。其次,将驾驶人及5个底盘子系统即主动前轮转向(Active Front Steering,AFS)系统和4个轮毂电机建模为博弈中的6个参与者,基于Stackelberg主从博弈与多人合作博弈设计了SLMF混合博弈控制框架。考虑驾驶人具有优先控制权限及执行器对驾驶人行为的补偿作用,基于Stackelberg博弈理论建立了驾驶人与底盘子系统的主从博弈模型,其中驾驶人作为领导者通过感知跟随者的行为做出转向决策,而5个底盘子系统被建模为跟随者。由于跟随者追求共同的横向稳定控制目标,因此基于合作博弈理论建立了合作模型,并对领导者的转向策略做出最优响应。最后,为研究跟随者之间追求不同目标导致不合作时的控制效果,设计了非合作Nash博弈与Stackelberg博弈相结合的混合博弈为对比方法,通过实时硬件在环测试验证并对比了2种方法。结果表明:针对不同风格的驾驶人,所设计的方法可以保证遭遇执行器卡死失效车辆的稳定性。与不合作的情况相比,2种不同风格的驾驶人驾驶的车辆在底盘子系统合作时,车辆稳定性分别提升了54.62%和53.78%,驾驶人工作负荷分别降低了31.79%和36.07%。

主 题 词：汽车工程 容错控制 一主多从博弈 人-车交互 合作博弈 分布式驱动汽车 主从博弈 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1001-7372.2021.09.013

馆 藏 号：203104997...