25、智能车辆容错轨迹控制技术解析

智能车辆容错轨迹控制技术解析

1. 双环ADP容错轨迹控制模拟验证

在智能车辆的研究中，为了展示所提出控制器的有效性，采用超车场景进行模拟验证。为了使结果更具说服力，设置了以下几种实验进行对比：
- Ref：参考信号。
- C1：无控制器。
- C2：单ADP控制器。
- C3：双环ADP控制器。

超车的整个过程包含多个步骤，以确保安全高效的操作。具体步骤如下：
1. 初始阶段，施加加速以获得足够的超车速度。
2. 执行第一次车道变更，使车辆与目标车辆并行。
3. 保持匀速直线运动，与侧方车辆保持足够的距离。
4. 超车完成后，车辆切换回原来的道路位置。

然而，在一系列测试中，车辆性能出现了一些额外的故障：
- 在加速阶段，0.5秒时驱动扭矩突然下降 -100 N·m。
- 在转弯前，2.5秒时转向系统出现额外偏差 -0.01°。
- 在6秒时，第二次转弯操作中转向系统出现有效性损失故障，有效性因子为0.6。考虑到这些额外故障，转向系统的输出用数学公式表示为：$\delta_f = 0.6\delta_{fc} - 0.01$。

通过图7.3和图7.4展示了C1、C2和C3的车辆状态和跟踪误差，图7.5则对超车场景中的车辆轨迹进行了比较。在这三种场景中，C3的状态误差和跟踪误差最小，在整个超车过程中，C3的位置误差始终保持在0.2 mm以下，这表明C3具有卓越的准确性和稳定性，是超车操作中最成功和可靠的方法。

以下是一个简单的mermaid流程图，展示超车过程：