半线性单轨道车辆模型的被动性利用稳定控制设计：考虑分布式轮胎摩擦动力学
系统与控制
2026-02-10 v1 系统与控制
摘要
本文解决半线性单轨道车辆模型的局部稳定问题，这类模型包含由普通微分方程（ODE）和双曲型偏微分方程（PDE）组成的耦合系统。提出一种利用被动性特性的反馈设计方法，利用PDE子系统的严格耗散性质，实现对所考察的ODE-PDE耦合系统在给定平衡点附近的指数稳定。通过构建结合集中状态与分布状态的Lyapunov泛函，推导局部良好可解性和指数收敛的充分条件。合成了状态反馈控制器和输出反馈控制器，其中后者依赖级联观测器。数值仿真验证了理论结果，考虑非理想情形以及外部扰动和不确定性。仿真结果表明，所提出的控制策略能够有效且稳健地稳定高速过向车辆，体现了该方法在提升汽车安全性和性能方面的重要性。
引用
@article{arxiv.2602.08767,
title = {Passivity-exploiting stabilization of semilinear single-track vehicle models with distributed tire friction dynamics},
author = {Luigi Romano and Ole Morten Aamo and Miroslav Krstić and Jan Åslund and Erik Frisk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08767},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 10 figures. Under review at Automatica