考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制
2021-02-24覃频频吴锋民张顺锋黄俊明
科学技术与工程 2021年3期
覃频频, 吴锋民, 张顺锋, 黄俊明
(广西制造系统与先进制造技术重点实验室(广西大学机械工程学院), 南宁 530004)
智能网联汽车作为智能汽车与车联网的集合,得益于传感器技术、自动控制技术和信息融合技术的飞跃发展,其可以通过车联网技术获取前方道路、车辆速度与相对车距等信息,经传感器融合技术,对信息进行处理并通过适当的控制策略,实现车辆的路径跟踪控制及车队跟驰。
智能车辆的路径跟踪控制是其实现自动驾驶的核心技术,分为纵向控制、横向控制和横纵向协同控制。张熏[1]通过模型预测控制(model predictive control,MPC)鲁棒控制建立发动机和制动逆模型的车辆逆纵向的协同自适应巡航控制系统,在CarSim/Simulink仿真平台和通过硬件在环实验验证其有效性和实时性。张炳力等[2]基于预瞄-跟随理论利用比例积分微分(proportion integral differential,PID)控制和滑模控制分别设计远、近点控制模块,建立两点预瞄路径跟踪的横向控制器。通过CarSim/Simulink联合仿真并进行实车试验。结果表明,该控制器具有良好的路径跟踪能力。但独立的纵、横向跟踪控制并不能满足智能车辆实际的行驶需求,在实际道路工况下智能网联车辆的路径跟踪需要横向控制和纵向控制的协同才能实现。
中国研究者在如何实现横纵向协同控制方面做了一些研究工作。袁晶鑫[3]基于鲁棒自适应三步法分别设计横、纵向控制器组成联合控制器,并通过CarSim/Simulink的联合仿真验证控制器控制效果。但由于未考虑车辆横、纵向运动的耦合特性,导致车辆稳定性和路径跟踪精度不理想。……
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