基于模型预测的主动转向智能无人车辆横向稳态控制

摘要

在复杂路况以及智能无人车辆转向过程中,车辆处于一种时变非稳定性状态,影响车辆操纵安全性和行驶稳定性.针对此问题,提出了一种应用于前轮主动转向无人车辆的优化模型预测控制策略,该控制器采用分层结构对车辆前轮转角进行优化控制,以改善车身在非稳态下的特征.考虑到无人车辆实际行驶时存在的内部和外部扰动因素,建立了非线性扰动量平台模型和非线性轮胎模型,并通过模块化方法,构建了无人车辆非线性动力学模型,利用非线性扰动观测器对干扰进行抑制,提高了车辆模型精确性与控制器控制效果.经仿真实验对比和硬件在环实验测试,结果表明:与无横向稳态控制车辆相比,稳定性提高了55%,验证了该策略能显著改善车辆的横向稳定性及有效性.