【技术实现步骤摘要】
一种智能车辆横向纵向综合控制系统及控制方法
本专利技术属于车辆动力学控制
，具体涉及一种智能车辆横向纵向综合控制系统及控制方法。
技术介绍
多年来，智能车辆的运动控制问题一直是众多研究人员关注的课题，基于车辆数学模型的控制算法是一种广泛应用的控制手段，然而智能车辆不仅有较强的非线性，而且还有不确定性，时变性等特点，这使得对车辆精确数学模型的获取变得较为困难，即使获取到了精确的数学模型能够应用于控制算法的设计，也将会增加运算负担，实时性难以保证；同时，又有不少研究人员提出把模型预测控制(ModelPredictiveControl，MPC)用于智能车运动控制，虽然摆脱了对于车辆精确数学模型的要求，然而MPC约束优化问题是在线求解的，涉及到很大的计算时间和计算资源，对于计算所需硬件有很高的性能要求，使得MPC难以实际应用于快速动态且计算资源有限的智能车辆控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能车辆横向纵向综合控制系统及控制方法，用于各种工况下行驶的车辆以尽量小的计算代价保证车辆控制的精度和行驶的稳定性。为实现上述技术目...
【技术保护点】
1.一种智能车辆横向纵向综合控制系统，其特征在于：包括决策模块、控制模块和执行模块；所述决策模块，用于通过对车辆所处环境的感知，对未来轨迹进行规划，生成并向控制模块发送规划轨迹、规划位置、规划速度、规划加速度和约束条件；所述控制模块包括纵向控制器和横向控制器；所述纵向控制器，用于依据决策模块发送的规划位置、规划速度、规划加速度和执行模块反馈的实际车速、实际位置，计算并向执行模块发送增量式刹车或油门信号，实现车辆的纵向控制；所述横向控制器，用于依据决策模块下发的规划轨迹、约束条件、预设的深度阈值和执行模块反馈的实际车速，计算并向执行模块发送位置式方向盘转角信号，实现车辆的横向...
【技术特征摘要】
1.一种智能车辆横向纵向综合控制系统，其特征在于：包括决策模块、控制模块和执行模块；所述决策模块，用于通过对车辆所处环境的感知，对未来轨迹进行规划，生成并向控制模块发送规划轨迹、规划位置、规划速度、规划加速度和约束条件；所述控制模块包括纵向控制器和横向控制器；所述纵向控制器，用于依据决策模块发送的规划位置、规划速度、规划加速度和执行模块反馈的实际车速、实际位置，计算并向执行模块发送增量式刹车或油门信号，实现车辆的纵向控制；所述横向控制器，用于依据决策模块下发的规划轨迹、约束条件、预设的深度阈值和执行模块反馈的实际车速，计算并向执行模块发送位置式方向盘转角信号，实现车辆的横向控制；所述执行模块，用于接收控制模块发送的刹车或油门信号以及方向盘转角信号，实际作用到被控车辆，并同时向控制模块反馈实际车速和实际位置。2.根据权利要求1所述的一种智能车辆横向纵向综合控制系统，其特征在于：所述纵向控制器为串级PID电路，包括位置PID闭环控制器、速度PID闭环控制器和加速度开环控制器，分别位于串级PID电路的外环、中间环和内环；所述位置PID闭环控制器的输入为规划位置和实际位置的位置偏差，输出为速度补偿量；所述速度PID闭环控制器的输入为以速度补偿量和速度偏差，输出为加速度补偿量；所述加速度开环控制器，用于依据加速度补偿量、规划加速度和实际车速查询变速箱标定逻辑表，从而得到增量式刹车或油门信号。3.根据权利要求1所述的一种智能车辆横向纵向综合控制系统的控制系统，其特征在于：所述横向控制器包括前馈控制模块和反馈控制模块；所述前馈控制模块，用于依据横向偏差和横向偏差变化率进行前馈计算，输出前馈控制量；所述反馈控制模块，用于依据车辆动力学模型、预设的深度阈值和决策模块发送的参数进行收敛深度可控的MPC运算，计算出反馈控制量。4.根据权利要求3所述的一种智能车辆横向纵向综合控制系统的控制系统，其特征在于：所述收敛深度可控的MPC算法的代价函数和约束条件如下：代价函数：约束条件：式中：Q、R为权重矩阵；Δudyn(t+i|t)为控制增量；ρ为权重系数；ε为松弛因子；NP为预测时域参数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾筠，林小宁，范骏，周海峰，
申请(专利权)人：江苏开放大学江苏城市职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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