分布式驱动车辆轨迹跟踪与稳定性多智能体协同控制研究

根据K的数值，车辆的稳态响应存在三种转向特性：不足转向、中性转向、过多转向。在转向过程中实际转向半径大于期望转向半径为不足转向，不足转向时，实际横摆角速度小于期望横摆角速度；转向过程中实际转向半径小于期望转向半径为过多转向，过多转向时，实际横摆角速度大于期望横摆角速度；中性转向时实际转向半径与期望转向半径相同，此时实际横摆角速度等于期望横摆角速度。

图1  车辆转向特性示意图

下面将对不同转向模式下的分布式驱动车辆的稳态转向特性进行逐一分析。

车辆在低速且无侧偏时，行驶曲率表达式如下：

(2)

其中，ρ为道路曲率，R为转弯半径，δ为前轮转角，w为车辆横摆角速度，u为车辆纵向行驶速度，ay为车辆横向加速度。

1.1  前轮主动转向

分布式驱动车辆仅进行前轮主动转向时与集中式驱动车辆前轮转向无异，采用如图2的车辆二自由度模型进行前轮主动转向时的稳态转向特性分析。假设条件有忽略悬架变形所带来的影响、忽略车辆空气动力学及不考虑轮胎所受的纵向力对轮胎侧偏特性的影响，将车辆简化为单轨模型，其具有两个自由度，分别为沿车身坐标系y轴方向上的平动及绕车身坐标系z轴方向的横摆运动。

图2 车辆二自由度模型示意图

来源：智能运载装备研究所

作者：杜志彬