四轮转向SUV路径跟踪前后轮协调控制研究

摘要

为提高驾驶员操纵车辆的行驶轨迹精度及行驶稳定性，基于前后轮协调转向，设计四轮转向(four-wheel steering, 4WS)SUV路径跟踪的遗传算法(genetic algorithms, GA)优化线性二次型调节器(linear quadratic regulator, LQR)控制策略(GA-LQR)。建立4WS SUV动力学模型及驾驶员预瞄模型，分析驾驶员操纵SUV的稳定性和路径跟踪精度。利用CarSim/Simulink进行联合仿真，以横摆角速度、质心侧偏角和目标轨迹为控制目标，设计4WS SUV路径跟踪的LQR状态反馈控制策略，并采用GA优化LQR状态反馈控制的权重矩阵。双移线工况下仿真结果表明：该策略可辅助驾驶员操纵车辆，减小车辆质心侧偏角，降低横摆角速度，提高4WS SUV路径跟踪精度。

关键词

驾驶员模型 / 四轮转向 / 路径跟踪 / 遗传算法 / LQR状态反馈控制器

基金资助

国家自然科学基金项目(51775269); 江苏省自然科学基金项目(BK20211190); 江苏省重点研发项目(BE2022053-2)