具有各种多动作拓的自动电动汽车的预测路径跟踪控制

科学领域:

• 机器人和控制系统 机器人和控制系统
• 自动驾驶汽车的动力学
• 电动汽车技术 电动汽车技术

背景情况:

• 自动驾驶电动汽车需要先进的控制来精确跟踪路径.
• 使用诸如四轮方向盘 (4WS) 和扭矩向量 (TV) 等功能的过度启动,为增强车辆动态提供了潜在的潜力.
• 现有的控制策略可能无法完全解决处理边界的非线性和执行器约束.

研究的目的:

• 开发和评估用于过度执行的自主电动汽车的路径跟踪控制策略.
• 调查4WS和电视执行组合的性能优势.
• 评估先进的控制配方的实时可行性,考虑到车辆的非线性和约束.

主要方法:

• 开发一种非线性模型预测控制器 (NMPC),以考虑车辆的非线性和执行器约束.
• 实现和比较具有不同执行配方的控制器 (例如,4WS,TV,组合).
• 高保真模拟环境,用于在处理限制场景下进行测试,并在目标机器上实时验证.

主要成果:

• 结合4WS和TV的驱动策略产生了最佳的路径跟踪性能,特别是在处理极限条件下.
• 建议的过度启动控制策略证明了与不同启动级别和实时执行的兼容性.
• 模拟结果表明,采样时间和预测时间影响控制性能和计算负载,允许性能计算权衡.

结论:

• 过度启动拓显著提高了自动驾驶电动汽车的路径跟踪性能,特别是在接近驾驶限制时.
• 开发的非线性模型预测控制器有效地管理非线性车辆动力学和执行器约束,以便实时操作.
• 该研究证实了先进的过度启动控制对于强大的自动驾驶车辆导航的实际应用.