基于MPC的大型车辆防侧翻控制方法-交通运输系统工程与信息.PDF

第15卷第3 期 交通运输系统工程与信息 Vol. 15 No.3 2015 年 6 月 Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology June 2015 文章编号：1009-6744（2015）03-0089-11 中图分类号：U461.91 文献标志码：A 基于MPC的大型车辆防侧翻控制方法 1,2 *1,2 1,2 1,2 贺 宜 ，褚端峰 ，吴超仲 ，严新平 (1.武汉理工大学 智能交通系统研究中心，武汉 430063； 2.水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉 430063) 摘 要： 大型车辆由于其具有重心位置较高、质量较大且轮距相对较窄等特点，比其他 车辆更易发生侧翻事故.本文通过建立大型车辆三自由度动力学模型，采用LTR 侧翻评价 指标，对侧翻状态进行预测.进而基于模型预测控制（Model Prodictive Control ，MPC ）方法 建立车辆防侧翻控制系统的状态空间方程，并以侧偏角和横摆角速度作为状态变量，通 过差速制动方式对车辆施加横摆力矩以保持行车稳定性.通过Trucksim 与MATLAB/ Simulink 联合仿真实验，对该控制算法在典型工况下进行验证.结果表明，防侧翻控制系 统能有效抑制车辆发生侧翻，保障行车安全，且侧翻控制的实时性和有效性满足要求. 关键词： 智能交通；侧翻控制；模型预测控制；大型车辆；联合仿真 Anti-rollover Control for Heavy-duty Vehicles Based on Model Prodictive Control HE Yi1,2 , CHU Duan-feng1,2 ,WU Chao-zhong1,2 , YAN Xin-ping1,2 (1. Intelligent Transportation Systems Research Center, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; 2. Engineering Research Center for Transportation Safety, Ministry of Education, Wuhan 430063, China) Abstract:Abstract: The heavy-duty vehicles have high gravity-center, narrow track and large size, therefore the rollover limit value is lower than other kinds of vehicles, which may easy to cause rollover accidents. A 3- DOF rollover and control model is established for HDVs and the LTR index is proposed to predict the vehicle rollover. Then, the state-space equation of anti-rollover control system is built based on model prediction control(PMC). The side slip angle and y