一种牵引式挂车的避障控制方法技术

现有控制器跟踪能力和稳定性差。本申请提供了一种牵引式挂车避障控制方法，S1、构建牵引式挂车转向与差动制动集成跟踪模型；S2、建立轨迹跟踪控制算法，以牵引车和半挂车与目标轨迹的位置误差作为状态输入，以牵引车和半挂车的前轮转角、牵引车横摆力矩、半挂车横摆力矩作为控制量输出；根据转向与差动制动集成跟踪模型求得状态空间方程，将状态空间模型离散化得到离散状态空间模型，将离散状态空间模型作为预测模型得到预测时域内输出量与状态量、控制量的关系，根据预测时域内输出量与状态量、控制量关系设立目标函数；S3、对带约束目标函数进行求解得到最优控制量输出。提高了车辆对大曲率避障轨迹的跟踪能力和稳定性。对大曲率避障轨迹的跟踪能力和稳定性。对大曲率避障轨迹的跟踪能力和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引式挂车的避障控制方法


[0001]本申请属于自动驾驶
，特别是涉及一种牵引式挂车的避障控制方法。

技术介绍

[0002]电商高速发展和物流刚需刺激，强化了重型牵引式挂车安全的市场新要求，更需要提高重型铰接式多体车辆的高效率和低成本的科学研究技术，以此来推动其向智能化、安全化发展。换道避障是智能牵引式挂车典型运行工况，然而由其高质心、多单体单元复合的特点，使得其运动更为复杂，同时也给轨迹跟踪的精确性和可靠性带来了巨大挑战。
[0003]现有控制器接收状态输入(包括与目标轨迹的偏差)，由MPC算法计算的控制量为前轮转角，而在大曲率工况下，相比于正常工况，仅由车辆转角控制轨迹的跟踪能力和稳定性差。

技术实现思路

[0004]1.要解决的技术问题
[0005]基于现有控制器接收状态输入(包括与目标轨迹的偏差)，由MPC算法计算的控制量为前轮转角，而在大曲率工况下，相比于正常工况，仅由车辆转角控制轨迹的跟踪能力和稳定性差的问题，本申请提供了一种牵引式挂车的避障控制方法。
[0006]2技术方案
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牵引式挂车的避障控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、构建牵引式挂车转向与差动制动集成跟踪模型；S2、建立轨迹跟踪控制算法，以牵引车和半挂车与目标轨迹的位置误差作为状态输入，以牵引车和半挂车的前轮转角、牵引车横摆力矩、半挂车横摆力矩作为控制量输出；根据所述转向与差动制动集成跟踪模型求得状态空间方程，将所述状态空间模型离散化得到离散状态空间模型，将所述离散状态空间模型作为预测模型得到预测时域内输出量与状态量、控制量的关系，根据预测时域内输出量与状态量、控制量关系设立目标函数；S3、对所述目标函数进行约束，运用二次规划算法对带约束目标函数进行求解得到最优控制量输出。2.如权利要求1所述的牵引式挂车的避障控制方法，其特征在于：所述转向与差动制动集成跟踪模型包括牵引车的动力学模型、牵引车的运动学模型、半挂车的动力学模型和半挂车的运动学模型。3.如权利要求2所述的牵引式挂车的避障控制方法，其特征在于：所述牵引车的运动学模型为：式中，x1(单位m)为牵引车质心在大地坐标系的横向位置；y1(单位m)为牵引车质心的纵向位置；u1(单位m/s)为牵引车质心的瞬时速度；ψ1(单位rad)为牵引车的横摆角；β1(单位rad)为牵引车质心侧偏角；所述牵引车的动力学模型为：式中m1(单位kg)为牵引车质量；u1(单位m/s)为牵引车质心o1的瞬时速度；β1(单位rad)为牵引车质心侧偏角；ψ1(单位rad)为牵引车横摆角；δ为牵引车前轮转角；F1(单位N)为牵引车前轴侧向力；F2(单位N)为牵引车后轴侧向力；F4(单位N)为铰接点作用力；I
1zz
为牵引车转动惯量；a(单位m)为牵引车质心o1到牵引车前轴的距离；b(单位m)为牵引车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪雪，刘良胜，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：