考虑稳定性的4WD/4WS无人车路径跟踪控制策略研究

根据分布式四轮驱动/转向的无人车单轮独可控的特点,提出一种考虑稳定性的路径跟踪控制策略,以提升无人车在高速、低附着工况下的车辆稳定性:具体通过预瞄-跟随理论搭建路径跟踪控制器,实现对无人车规划路径的实时跟踪;并通过滑模控制理论对后轮转角和直接横摆力矩进行集成控制,考虑前后轴荷及路面附着系数实现转矩分配,提高车身稳定性。仿真结果表明:相对于未考虑稳定性的路径跟踪控制策略,考虑稳定性的路径跟踪策略在高速双移线工况下,平均横向跟踪误差下降5.2%,质心侧偏角峰值下降57.4%,横摆角速度峰值下降23%;在低附着山路工况下,平均横向跟踪误差下降9.1%,质心侧偏角峰值下降54.3%,横摆角速度峰值下降1.4%,车辆能够保持良好的跟踪能力和行驶稳定性。

某4WS车辆的自适应轨迹跟踪控制

为降低车辆轨迹跟踪误差、提高行驶稳定性和机动性,以某四轮转向(4WS)无人驾驶车辆为研究对象,设计出自适应模型预测控制(AMPC)道路曲率的轨迹跟踪方法。结合车速与道路曲率、轮间转角的分配关系,通过对状态轨迹的预测、二次规划求解,得到前后轮转角控制量,实现对目标轨迹的跟踪。搭建MATLAB/CarSim仿真平台,以单点预瞄控制的前轮转向车辆、AMPC控制的前轮转向车辆为参照对象,在中高车速、双移线工况下进行对比仿真验证,结果表明:文中控制方法相较于参照对象,质心侧偏角、横摆角速度分别减小12.53%、15.63%以上;最大横向偏差、平均跟踪精度误差分别优化51.13%、45.63%以上,验证了此方法对提高车辆行驶稳定性和轨迹跟踪精度的效用。

基于增量式PID的步进电机速度控制系统设计

步进电机是将电脉冲信号转换成角位移的机电执行机构,其输入为脉冲序列,输出为相应的转角或直线增量。针对步进电机的速度控制,推导了步进电机转速传递函数公式,提出了基于MCS51和增量式PID算法的步进电机闭环控制系统。通过MATLAB仿真和相关实验对控制系统可行性和精度进行了测试验证。实验结果表明设计的控制系统具有无极调速的特点以及响应速度快和平滑性好等优点。