[发明专利]一种智能车辆路径跟踪前轮转角补偿控制方法

摘要

本发明涉及一种智能车辆路径跟踪前轮转角补偿控制方法。包含以下步骤：步骤1，建立被控车辆模型；步骤2，设计改进Pure Pursuit路径跟踪控制器；步骤3，前轮转角补偿控制器；步骤4，纵向车速模糊控制器。步骤5，设计车轮转矩PID控制器。其中改进Pure Pursuit路径跟踪控制器中前视距离通过纵向车速模糊控制器和路径曲率信息在线自适应得到，前轮转角补偿控制器中的相应参数由粒子群算法线下调节得到。本发明提出的基于改进Pure Pursuit算法的智能车辆路径跟踪前轮转角补偿控制方法相比传统Pure Pursuit路径跟踪控制方法可以在提升路径跟踪精度的同时，改善车辆的行驶侧倾稳定性。

主权项

1.一种智能车辆路径跟踪前轮转角补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在Carsim中建立车辆模型作为被控车辆参考模型；并设定模型输出量依次为：纵向速度vx、纵向位置X、横向位置Y、车身侧倾角输入量依次为：前轮转角δf、后轮转角δr、前轮车轮转矩Tf、后轮车轮转矩Tr。步骤2：基于车辆的实时纵向车速vx与纵向基准车速vd的车速偏差Δv1、车身侧倾角设计纵向车速模糊控制器；其中纵向基准车速vd为被控车辆的参考基准车速，为已知设定值；纵向车速模糊控制器输出的纵向参考纵向车速vp分为两路：1)直接输入到改进PurePursuit路径跟踪控制器；2)与车辆实时纵向车速vx做差得到Δv2，Δv2输入到车轮转矩PID控制器。步骤3：基于车辆实时纵向车速vx和纵向车速模糊控制器输出的参考纵向车速vp，设计车轮转矩PID控制器，计算被控车辆跟踪参考纵向车速vp所需的车轮转矩Tw，并将其作为被控车辆模型的前轮转矩输入。步骤4：设计改进Pure Pursuit路径跟踪控制器：改进Pure Pursuit路径跟踪控制器根据车辆跟踪路径的偏差信息、目标路径信息和纵向车速模糊控制器输出的纵向参考车速vp，计算得到前视距离ld和车辆跟踪目标路径所需的前轮转角δ1；步骤5：设计前轮转角补偿控制器：前轮补偿控制器根据车辆跟踪路径的横向偏差ey和方向偏差通过前轮补偿控制策略在线计算得到前轮补偿转角δ2，补偿转角δ2与δ1之和δf作为被控车辆前轮转角输入；步骤6：运用粒子群算法对前轮转角补偿控制器的参数进行优化。