四轮独立驱动车辆的MPC快速协调控制算法

摘要

为提高四轮独立驱动车辆的综合性能，提出一种基于模型预测控制的主动前轮转向和直接横摆力矩协调快速控制算法.首先，建立车辆的七自由度非线性模型，设计带有多约束条件的模型预测控制器.然后，针对控制算法中二次规划求解困难的问题，利用拉盖尔函数构造其卡鲁什-库恩-塔克（KKT）条件，再通过斜坡函数将二次规划问题转化为隐式方程的形式，并采用改进的有效活动约束集法进行高效求解.最后，联合MATLAB/Simulink和CarSim搭建仿真平台，在不同的驾驶工况下对提出的快速协调控制算法进行有效性验证.结果表明，快速协调控制算法在保证车辆行驶稳定的前提下，缩减了系统的求解时间，提高了车辆系统的实时性.

关键词

四轮独立驱动车辆 / 模型预测控制 / 协调控制 / 二次规划问题 / 高效求解