基于路面附着系数估计的车辆轨迹跟踪控制

作     者：查云飞 吕小龙 陈慧勤 易迎春 王燕燕 Zha Yunfei;LüXiaolong;Chen Huiqin;Yi Yingchun;Wang Yanyan

作者机构：福建工程学院福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室福州350118 杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 

基　　金：国家自然科学基金(51975172) 福州市科技重大项目(2022-ZD-008) 福建省自然科学基金(2022J05183)资助 

出 版 物：《汽车工程》 (Automotive Engineering)

年 卷 期：2023年第45卷第6期

页      码：1010-1021,1039页

摘      要：针对车辆在高速转向和不同路面附着系数下的轨迹跟踪控制问题,基于模型预测控制理论提出了一种考虑路面附着系数的变侧偏角约束MPC控制策略。根据魔术公式轮胎模型分析轮胎的侧偏特性以及不同附着系数对轮胎侧偏角-侧向力线性区的影响,建立轮胎侧偏角约束与不同路面附着系数的函数关系;采用遗传算法(GA)优化BP神经网络模型设计路面附着系数估计器,将估计结果作为与轮胎侧偏角约束相关的变量传递到MPC控制器中;最后在MPC控制器中建立系统控制量约束、控制增量约束,以及考虑路面附着系数的变侧偏角约束,将不同路面附着系数工况下的轨迹跟踪问题转化为多约束条件下最优值求解问题,实现轨迹跟踪和车辆稳定性控制。仿真和试验结果表明,考虑路面附着系数变化的MPC控制方法相对传统MPC控制方法在各种工况下具有更高的轨迹跟踪精度和更好的车辆稳定性,GA-BP神经网络路面系数估计方法具有很高的估计精度。

主 题 词：轨迹跟踪 路面附着系数 模型预测控制 侧偏角约束 

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

核心收录：

D　O　I：10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.06.011

馆 藏 号：203122401...