基于自适应控制分配的容错车辆集成稳定性控制

本文关注一种用于地面车辆整体稳定性的集成式容错车辆监督控制算法。车辆控制系统包含许多可通过通信网络相互通信的传感器与执行器。所提出的监督控制方案由一个产生虚拟控制输入向量的高层控制器和一个在冗余执行器间分配虚拟控制量的低层控制分配器组成。虚拟控制输入包含所需的牵引力、横摆、俯仰和侧倾力矩修正，以及侧向力修正，以在跟随驾驶员发起的机动参考时确保稳定性。基于虚拟控制输入向量，分配模块确定前轮转向角修正、后轮转向角、各轮胎牵引力以及主动悬架力。所提出的控制框架与文献中早期成果的不同之处在于，其能够通过在线更新参数来适应故障与不确定性，而无需故障辨识。该控制结构在使用十四自由度非线性车辆模型的仿真环境中得到验证。我们的结果表明，所提出的方法可确保车辆跟随驾驶员生成的参考，即使在执行器效能损失高达30%更高的纵向机动速度以及约35%更低的转向时侧倾和俯仰角等代表性驾驶场景下亦是如此。