一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法技术

本发明专利技术公开一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法，包括车辆参数自适应计算模块、垂向载荷分配模块、轮胎侧偏度刚度计算模块、权重系数自适应调整模块、LQR控制器求解模块和控制输出约束模块，该方法考虑了挂车载荷变化引起的牵引车与挂车的质心位置变化、转动惯量变化、垂向载荷变化、轮胎侧偏刚度变化，不同车速下权重系数的自适应调整，定位跳变和信号噪声引起的控制输出波动以及侧倾安全，提高了半挂车辆动力学模型的准确性；对反馈控制输出进行约束处理，解决定位跳变和信号噪声导致的震荡或超调，保证车辆控制的平滑性和稳定性，为自动驾驶半挂卡车的运动控制提供新思路，对自动驾驶平台整体架构的设计与优化具有重要价值。具有重要价值。具有重要价值。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法


[0001]本专利技术属于自动驾驶车辆运动控制
，具体涉及到一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法。

技术介绍

[0002]半挂卡车由牵引车和挂车两部分组成，相对于乘用车具有更复杂的动力学特性，尤其是，对于高速的重载半挂车而言，当挂车载荷变化时，牵引车和挂车的质心位置和横摆转动惯量都会明显改变。同时，半挂车车辆的轮胎侧偏刚度，也会随着各轴垂向载荷的变化而不断变化，另外，定位跳变和信号噪声会严重影响控制输出的平滑性和车辆的稳定性，导致车辆在巡线和换道过程中，出现震荡或超调。
[0003]在自动驾驶跟踪控制领域，常见的横向轨迹跟踪控制算法普遍存在一个或多个问题，具体为：(1)基于运动学模型设计控制器，无法考虑车辆在高速时的复杂动力学特性；(2)基于二自由度车辆动力学模型设计半挂卡车的横向控制器，无法准确表征牵引车和挂车之间的耦合关系；(3)利用固定的轮胎侧偏刚度与车辆动力学模型结合，无法精确反应轮胎动力学特性对车辆系统的影响；(4)未对反馈控制输出进行约束处理，难以保证车辆控制的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法，其特征在于：该方法的系统包括车辆参数自适应计算模块、垂向载荷分配模块、轮胎侧偏度刚度计算模块、权重系数自适应调整模块、LQR控制器求解模块；该方法包括以下步骤：步骤1：根据挂车的载重，通过车辆参数自适应计算模块计算牵引车和挂车的质心位置和横摆转动惯量；步骤2：根据牵引车和挂车的质心位置，通过垂向载荷分配模块计算各轴处的垂向载荷；步骤3：根据各轴处的垂向载荷和轮胎数量，通过轮胎侧偏刚度计算模块，实时更新各轮胎的侧偏刚度；步骤4：根据车速，通过权重系数自适应调整模块，实时调整各状态变量的权重系数；步骤5：根据车辆各状态变量以及对应的权重系数，通过LQR控制器求解模块计算方向盘的转角。2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法，其特征在于：该方法的系统还包括用于对状态误差计算和测量信号进行约束和滤波处理的控制输出约束模块，所述的控制输出约束模块包括反馈状态约束和整体约束；反馈状态约束为非线性调整和低通滤波；整体约束为基于静态侧倾理论计算，得出的前轮转角极限约束。3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法，其特征在于：步骤1中，在车辆参数自适应计算模块输入挂车的载重质量，根据力矩平衡和平行移轴定理计算，得出牵引车和挂车整体质心至前后轴的距离和各自整体的横摆转动惯量。4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶半挂卡车横向轨迹跟踪自适应控制方法，其特征在于：步骤2中，在垂向载荷分配模块输入牵引车和挂车整体质心至前后轴的距离、整体质量和纵向加速度，根据达朗贝尔原理计算，得出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志达，叶玉博，许正昊，曾超，安凯，刘峰，
申请(专利权)人：上海友道智途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：