基于速度优化的分布式驱动差动转向无人车路径跟踪控制研究

摘要

分布式驱动电动汽车各轮转矩独立可控，可通过控制左右车轮力矩差实现转向功能。以分布式驱动电动无人车为研究对象，针对该类车辆的差动转向特性，提出了一种基于速度优化的路径跟踪控制策略，旨在提高车辆在复杂路径下的路径跟踪控制精度。根据驾驶员驾驶习惯，考虑到道路曲率、路面附着系数等道路条件对车速的影响，基于动力学模型确定最大安全车速，通过速度优化算法实现车辆的纵向速度控制。采用线性时变模型预测控制方法求解期望前轮转角，设计了滑模变结构的差动转向控制策略，实现速度优化下的路径跟踪功能。基于Carsim与Matlab/Simulink进行联合仿真验证。结果表明：控制器能根据道路条件变化实时调节车速，在实现路径跟踪功能的同时，也具有良好的稳定性。

关键词

差动转向 / 路径跟踪 / 速度优化 / 模型预测控制

基金资助

国家自然科学基金项目(52175078)