多轴分布式驱动无人车辆极限操纵状态整车集成控制方法 |
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引用本文: | 潘博,李胜飞,汪洋,谭森起,张乃斯,罗天,崔星.多轴分布式驱动无人车辆极限操纵状态整车集成控制方法[J].兵工学报,2023(11):3279-3294. |
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作者姓名: | 潘博 李胜飞 汪洋 谭森起 张乃斯 罗天 崔星 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(52202512); |
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摘 要: | 包络线控制起源于航空航天工业,它提供了飞行状态的安全保障和机动边界,为飞行器控制带来了良好效果。基于8×8多轴分布式驱动无人车辆和包络线方法核心思想,提出一种将车辆推向极限的整车动力学控制器。通过建立轮胎滑移圆提出一种新的方法以用于评估车辆驱动力状态,并将轮胎滑移状态与车辆“g-g”图相结合,用来实现无人驾驶状态下逼近车辆操纵能力极限,发挥车辆动力性能与灵活性能,同时确保在轨迹跟踪时的跟踪精度,精准高效地完成平台任务。考虑外界环境不确定扰动与因素变化对极限状态下车辆稳定性影响,基于车辆横向动力学模型的稳定特性分析,获得不同条件下稳定域相平面,并探索其变化机理、归纳数学描述表达式。通过对车辆稳定相平面的分析,提出以车辆横摆力矩为输出的稳定保持控制器。针对上层控制器驱动力与横摆力矩的输出,设计下层转矩分配控制策略,通过冗余执行器的最优分配实现整车性能发挥。整车集成控制策略部署于一辆8×8原型试验车辆,在越野路面上进行多项科目测试,试验结果表明:在高速条件下,无人车在轨迹跟踪中具有更好的动力性能和安全性能。
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关 键 词: | 无人车辆 多轴分布式驱动 车辆操纵极限 包络线控制方法 轨迹跟踪 |
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