自動車工学の進歩
オープンアクセス

概要

自律分散駆動電気自動車の軌道追従と横方向運動安定化の統合制御戦略

Yuan Zou, Ningyuan Guo and Xudong Zhang

本稿では、自律型電動車両用駆動システムの統合制御システムを提案する。まず、方向追従とヨー角制御の複数の要件と協調的な問題に対処するために、モデル予測制御システムを適用し、前輪の理想的な前輪の右端と外側のヨー角を人工的に同時に決定する。理想的な方向追従性能と車両横方向の安定性を保証するために、一連の基本的な状態要件と制御基準がネットワークとして転送され、モデル予測制御の運動改善コンポーネントに入力され、そこで個々の推論も表示および分解される。次に、2次計画法を使用して、各インホイール エンジンの電力出力を最適化および制御する。最後に、直接的な2次制御器ベースの方法論と比較して、数値シミュレーションの承認を徹底的に実行および分解し、提案されたシステムの有効性と制御の有効性を実証する。
現代の交通と高度な自動車技術は、無意識のうちに人々の生活を向上させており、自律走行車（AV）制御に対するより高度な要件も提供しています。1,2 絶えず変化する交通状況に対応する、より正確で効率的な走行プログラミング技術の進歩により、AVは信頼性、可用性、安全性などの影響を受けて、走行性能をさらに向上させるよう急速に推進されています。3–5 これを踏まえ、インホイールモーター（IWM）で駆動する自律走行電気自動車（DDEV）は、その優れた機動性、制御柔軟性、より迅速な運転応答により、AVにとって最も有望な車両下部構造の1つです。
この技術は、ダイナミック フロント ホイール コントロール (AFS) と統合するのに最適な候補です。なぜなら、AV の車線追従性能は、特に過酷な運転条件下では、車両の水平移動に左右されるからです。11–13。さらに、DYC 方式により、自立型循環駆動電気自動車 (ADDEV) は、より狭い走行距離を制御できるため、走行設計レベルでの開発アルゴリズムの可能な領域が拡大し、一般、軍事などの AV の応用分野がさらに広がります。ただし、ADDEV は非線形性が高く、固体境界に対する脆弱性があるため、車線追従と DYC 制御の問題を体系的に検討することは困難です。この研究では、4 輪自律制御 ADDEV 向けに、異なるレベルの車線追従および横方向の安定性制御方式を提案しています。上位層では、ハミルトン エネルギー動作ベースのコントローラを詳細に説明し、その統合と安定性を確認しながら制御システムの改善に適用しています。下位層では、タイヤのパワー制御フローは、2次計画法（QP）計算によって実行されます。Huらの研究では、著者らは、目標経路の時間差経路曲線を考慮して、ADDEVの経路追従問題に対する調整された複合非線形フィードバック（CNF）手法を研究しました。この手法には、制御応答速度を高速化し、オーバーシュートを除去するための直線入力と非線形ビットが個別に含まれています。強度をさらに向上させるために、Huの研究では、基本的なスライディングモード制御（SMC）手法が複合制御手法としてCNF手法と統合され、そのリアプノフ安定性は良好であることが確認されています。Junら17とNiとHu18の研究では、縦方向、水平方向、およびヨー方向の動きのコントローラがAFS / DYC統合制御用に設計されており、車両の一貫性のある状態表現分析によるラップ制御手法に基づいて車両の信頼性限界が実現されます。試験承認により、提案された手法の実現可能性が説明されています。 Guo の研究では、理想的な前輪の旋回角と外側のヨー角を得るための柔軟な制御システムが提案されており、SMC コントローラには直接的なシステム偏差に基づく交換面が計画されています。SMC のガビング効果を回避するために、柔軟な論理コントローラが採用され、スイッチ制御ゲインを適応的に変更します。再現と調査により、提案されたコントローラは、直接的な二次コントローラ (LQ