基于AMPC与DYC的分布式驱动电动汽车路径跟踪与横摆稳定性协调控制
机器人学
2023-04-25 v1
摘要
在各种行驶条件下维持分布式驱动电动汽车(DDEV)的路径跟踪精度与横摆稳定性,是车辆控制领域的重大挑战。为克服该局限,本文提出一种集成自适应模型预测控制(AMPC)路径跟踪控制与直接横摆力矩控制(DYC)的分布式驱动电动汽车协调控制策略。该策略受分层框架启发,由上层路径跟踪控制与下层直接横摆力矩控制协调构成。首先基于线性时变模型预测控制(LTV MPC)算法,对比分析了预测时域与权重系数对车辆路径跟踪精度及横摆稳定性的影响。根据上述分析,上层设计了考虑车速变化的变预测时域与权重系数的AMPC路径跟踪控制器。下层为基于线性二次调节器(LQR)技术的DYC。具体而言,DYC的介入规则由横摆角速度误差阈值与侧滑角相图确定。开展了大量仿真实验,在不同行驶条件下评估所提协调控制策略。结果表明,在变速低附着条件下,相较AMPC,车辆横摆稳定性与路径跟踪精度分别提升21.58%与14.43%;类似地,在高速低附着条件下,相较LTV MPC与DYC的协调控制,车辆横摆稳定性与路径跟踪精度分别提升44.30%与14.25%。结果表明所提自适应路径跟踪控制器在不同车速下均有效。
引用
@article{arxiv.2304.11796,
title = {Coordinated Control of Path Tracking and Yaw Stability for Distributed Drive Electric Vehicle Based on AMPC and DYC},
author = {Dongmei Wu and Yuying Guan and Xin Xia and Changqing Du and Fuwu Yan and Yang Li and Min Hua and Wei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11796},
year = {2023}
}