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一种用于越野车辆的基于MPC的变优先级运动控制方法 

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申请/专利权人:吉林大学

摘要:本发明公开了一种用于越野车辆的基于MPC的变优先级运动控制方法,旨在提高越野车辆在不同驾驶工况下跟踪精度和稳定性的综合性能,具体包括以下步骤:1假设车轮轮胎始终处于线性工作区间,建立倾斜路面上考虑横向运动、横摆和侧倾运动的三自由度车辆动力学模型;2对模型进行离散化,给出保证车辆操纵稳定性的执行机构约束、横摆稳定性约束与侧倾稳定性约束,设计基于代价函数和约束的轨迹跟踪控制层;3根据失稳程度对稳定性和轨迹跟踪精度的优先级进行协调,改善车辆在高速和大转向情况下的轨迹跟踪精度。本发明将车辆不稳定状态的优先级自适应律引入基于MPC的运动控制器中,最终实现在高精度跟踪期望轨迹的同时保证车辆的稳定性。

主权项:1.一种用于越野车辆的基于MPC的变优先级运动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:假设车轮轮胎始终处于线性工作区间,建立倾斜路面上考虑横向运动、横摆和侧倾运动的三自由度车辆动力学模型如下: 其中,m代表整车整备质量;δf代表前轮转角;和φ分别代表车辆的横摆角和侧倾角;φt代表路面倾角;vx和vy分别代表车辆坐标系下质心的纵向和横向速度;lf和lr分别代表质心到前、后轴的距离;Ix和Iz分别代表车辆绕x轴和z轴的转动惯量;和分别代表前、后轮等效侧偏刚度;Kφ和Dφ分别代表车辆的侧倾刚度系数和侧倾阻尼系数;hCG代表车辆质心高度;S2:对建立的模型进行离散化,给出保证车辆操纵稳定性的执行机构约束、横摆稳定性约束与侧倾稳定性约束,设计基于代价函数和约束的运动控制层;S3:根据失稳程度对稳定性和轨迹跟踪精度的优先级进行协调,改善车辆在高速和大转向情况下的轨迹跟踪精度。

全文数据:

权利要求:

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