考虑网络通信时延的智能网联汽车横向鲁棒控制研究

• 作者: 曹青松 易星 许力
• 来源期刊: 公路交通科技
• 学科: 交通运输
• 关键词: 汽车工程 网络通信时延 鲁棒控制 横向稳定性 路径跟踪 智能网联汽车
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 汽车工程
• 页码范围: 150-156,182
• 页数: 8页
• 分类号: U461.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2022.02.018

摘要

智能网联汽车横向控制系统主要由车体姿态传感器、期望路径生成模块及横向控制器等组成,通过通信网络实现传感器、控制器与执行器之间的信息传递.智能网联汽车通信时延会降低网络数据的传输效率,严重影响车辆横向控制系统的性能.建立了两自由度汽车操纵动力学模型,考虑车载网络的通信时延,将动力学模型转换成离散化含时延状态空间方程.根据Lyapunov泛函方法,结合Finsler引理,针对含时滞离散控制系统,设计了一种鲁棒状态反馈控制器,再采用线性矩阵不等式方法求解鲁棒控制器参数.通过MATLAB软件建立了仿真模型,考虑曲率阶跃变化的道路输入,模拟圆弧弯曲路径工况,仿真研究车辆横摆角速度、质心侧偏角、航向角误差和横向距离误差的输出响应,研究存在网络通信时延的车辆横向稳定性和路径跟踪精度,验证不同车速下控制器的鲁棒性.仿真结果表明:在车速恒定的条件下,所设计的鲁棒控制器可以有效降低不同程度网络通信时延带来的不利影响,保证智能网联汽车具有较好的横向稳定性和路径跟踪精度;在车速不超过100 km/h的范围内,车辆均可以保证行驶稳定性和跟踪效果,控制器具有较好的鲁棒性.本研究能够提高智能网联汽车的路径跟踪控制效果.