張 曉,楊 明
(上海交通大學 電子信息與電氣工程學院,上海 200240)
智能車輛是實現智能交通的關鍵載體,是未來汽車工業發展的新方向[1],近年來吸引了研究者的廣泛關注。作為智能車輛領域的關鍵技術之一,路徑跟隨控制是通過主動轉向系統實現車輛沿著期望路徑行駛的[2],因此車輛主動轉向系統的控制精確度會直接影響到路徑跟蹤的跟隨精度。主動轉向控制系統在功能層面可劃分為控制器、傳感器和執行器??刂破魍ㄟ^處理傳感器反饋信號,控制執行機構進行精確的橫向控制。文獻[3]提出了一種用于自主駕駛汽車的橫向控制模塊,該模塊通過在轉向管柱上增加額外的電機和齒輪減速機構,并通過皮帶傳遞力矩到轉向系統,進而達到主動轉向的目的;文獻[4]介紹了基于NEV平臺的無人駕駛電動車設計方案,該方案中采用了24 V,420 W的伺服電機驅動轉向系統進行轉向;文獻[5]中,轉向執行機構由電機驅動代替方向盤,通過聯軸器將電機輸出軸與轉向軸相連接,進行力矩的傳遞。上述文獻采用的轉向執行機構,雖然結構簡單、安裝方便,但采用的執行機構安全性能達不到車規級標準,存在一定的安全隱患。文獻[6~7]中針對智能車輛的轉向控制系統研究,采用常規PID控制器進行橫轉向控制,實現了橫向控制的功能要求,但并未考慮橫向控制對環境魯棒性的要求,因此需要設計實現一套硬件符合車規級標準的主動轉向系統。