智能车辆自动泊车路径跟踪的非光滑控制策略.pdf

２０１７年９月 第３８卷　第５期 Ｓｅｐｔ．２０１７ Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１７．０５．００１ 智能车辆自动泊车路径跟踪的非光滑控制策略 １，２ １ ２ ３ ４ 江浩斌 ，李臣旭 ，马世典 ，丁世宏 ，张　超 （１．江苏大学 汽车与交通工程学院，江苏镇江２１２０１３；２．江苏大学汽车工程研究院，江苏镇江２１２０１３；３．江苏大学 电气信息 工程学院，江苏 镇江２１２０１３；４．众泰汽车工程研究院，浙江 杭州３１００００） 摘要：针对车辆的非线性非完整约束特性导致的自动泊车路径跟踪实时控制精度不高，致使库内调 整次数增加或车辆最终停放位姿不理想等问题，提出一种基于非光滑控制的自动泊车路径跟踪控制 策略．通过对车辆动力学跟踪误差模型的降阶转换，推导了２阶、３阶子系统的级联系统有限时间跟踪 控制方程．基于此降阶控制方程，以车辆动力学模型中的方向盘转角和车速作为输入，设计具有全局 渐近稳定特性的路径跟踪控制器，并进行了仿真分析．结果表明：与传统方法相比基于非光滑控制的路径 跟踪控制方法达到了有限时间内全局精确跟踪参考泊车路径的目的，具有强抗扰动性和快速收敛性． 关键词：自动泊车；路径跟踪；非光滑控制；动力学跟踪误差模型；级联系统 中图分类号：Ｕ４６３．６　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１７）０５－０４９７－０６ 引文格式：江浩斌，李臣旭，马世典，等．智能车辆自动泊车路径跟踪的非光滑控制策略［Ｊ］．江苏大学学报（自然科学版），２０１７，３８ （５）：４９７－５０２． Ｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｐａｒｋｉｎｇｆｏｒｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｖｅｈｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｓｍｏｏｔｈｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ １，２ １ ２ ３ ４ ＪＩＡＮＧＨａｏｂｉｎ ，ＬＩＣｈｅｎｘｕ，ＭＡＳｈｉｄｉａｎ，ＤＩＮＧＳｈｉｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＣｈａｏ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎ ｓｔｉｔｕｔｅ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；４．ＺｏｔｙｅＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲ＆Ｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｏｗｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｐａｒｋｉｎｇｉｎｒｅａｌｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｎｏｎｈｏｌｏｎｏｍｉｃｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓｉｎｇａｒａｇｅ ｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｂａｄｖｅｈｉｃｌｅｐｏｓｅ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｐａｒｋｉｎｇ ｔｒａｃｋｉｎｇｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｓｍｏｏｔｈｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄｏｒｄｅｒｌｉｍｉｔｅｄｔｉｍｅ ｔｒａｃｋｉｎｇｅｑｕａｔｉ