考虑行驶稳定性的四轮转向车辆路径跟踪控制研究

2021-09-01

广西大学学报(自然科学版) 2021年3期

(山东理工大学交通与车辆工程学院, 山东淄博 255049)

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近年来，为提高交通效率，保证驾驶安全，以自动驾驶技术为核心的智能车辆成为社会研究的热点并得到快速发展[1-2]。越来越多的自动驾驶车辆应用在高速行驶的工况，因此保证车辆在高行驶车速下的稳定性有着重要意义。四轮转向技术通过施加后轮辅助转角，能有效避免汽车发生侧滑，明显提高车辆高速时行驶稳定性和保障行车安全，被越来越多地应用于自动驾驶领域[3]。文献[4]完成了四轮转向车辆轨迹跟踪控制器的设计，实验结果表明，所设计的四轮转向轨迹跟踪控制器相比前轮转向具有更高的跟踪精度，但并未考虑高车速下车辆的稳定性；文献[5]基于线性时变模型预测算法实现自动驾驶车辆路径跟踪控制，为防止轮胎侧向力达到饱和，通过对轮胎侧偏角进行约束避免了车辆发生侧滑，但未对车辆质心侧偏角、横摆角速度等状态参数进行控制，车辆的行驶稳定性有待提高。

基于以上分析和目前路径跟踪控制研究中的不足，本文以四轮转向车辆作为研究对象，利用模型预测控制算法设计四轮转向路径跟踪控制器，路径跟踪算法中加入轮胎侧偏角约束和车辆状态参数包络约束，以保证四轮转向车辆行驶时的稳定性，提高车辆路径跟踪能力。