基于駕駛員不確定性的車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法研究.pdf

1、隨著人們對汽車安全性能要求的提高和日益復雜的交通環(huán)境，車輛主動安全系統(tǒng)正愈加受到汽車企業(yè)的關(guān)注。作為車輛主動安全領(lǐng)域的重要課題之一，傳統(tǒng)的車輛橫擺穩(wěn)定性控制方法并未在設計階段考慮各類不確定因素，在一些極限工況下的魯棒性較弱。本文針對駕駛員行為等不確定性，基于不變集理論，提出了采用魯棒模型預測控制研究車輛橫擺穩(wěn)定性的控制方法。
　　為減小控制設計的復雜度與求解負擔，本文以反映橫擺與側(cè)向運動的二自由度非線性車輛動力學模型為基礎(chǔ)，通過近

2、似線性化方法，建立了狀態(tài)、輸入受約束的分段仿射混雜車輛模型。模型中將駕駛員轉(zhuǎn)向輸入視為有界干擾，以車輛狀態(tài)的集值函數(shù)建立不確定駕駛員模型，并以輸入指令的不確定性等效模型失配等因素。在車輛動力學方程中引入不確定性，建立駕駛員在環(huán)車輛動力學模型，作為控制器設計的預測模型。
　　基于不變集理論與魯棒可達性分析體系，應用魯棒不變集計算算法，對受約束的駕駛員在環(huán)車輛模型進行了可達性分析。首先，計算線性模式的最大魯棒不變集，作為控制設計的終端

3、集約束，并通過收縮約束限制不確定系統(tǒng)與名義系統(tǒng)之間的狀態(tài)誤差；其次，計算駕駛員在環(huán)車輛模型的三步魯棒可控集，分析了可控性；然后以所有容許干擾下驅(qū)使車輛進入并維持在輪胎側(cè)偏力線性區(qū)域為控制目標，建立了跟蹤理想?yún)⒖夹盘柕能囕v橫擺穩(wěn)定性魯棒模型預測控制問題；通過每一時步滾動求解帶約束的最優(yōu)控制問題，得到前輪修正轉(zhuǎn)角與附加橫擺力矩，并設計了制動力矩的分配算法。
　　通過在低附路面上的Simulink與CarSim聯(lián)合仿真試驗，驗證了控制器