基于相平面法的智能汽车路径跟踪和稳定性控制

摘要

为提升车辆在行驶过程中的动态稳定性，以质心侧偏角、横摆角速度和质心侧偏角速度为主要核心参数构建车辆状态相平面分析模型，实时评估并控制车辆行驶过程中的稳定性。首先建立车辆的纵横向控制器确保行驶轨迹的准确性，随后根据车辆在行驶过程中的失稳状态设计分层控制策略，以期望的质心侧偏角、横摆角速度等状态量为控制目标，根据车辆的不同稳定状态采用相应的稳定性主动控制手段，保证车辆始终处于稳定的行驶状态内。采用Carsim/Simulink进行联合仿真，对闭环双移线工况和开环正弦转向工况这2种高危险性工况下的稳定性评估方法和综合控制策略进行仿真测试。仿真结果显示，所提稳定性判断和控制策略能有效抑制车辆在极端工况下的失稳现象，在保证跟踪精度的前提下提高车辆行驶过程中的稳定性。

关键词

智能汽车 / 车辆操纵稳定性 / 相平面分析 / 直接横摆力矩控制 / 分层控制