多轴轮式铰接车辆双策略轨迹跟踪控制

作     者：张发旺 陈良发 段京良 刘辉 聂士达 张晨 

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院 北京科技大学机械工程学院 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(52394262) 国家自然科学基金重点项目(52130512) 

主　　题：自动驾驶 轨迹跟踪控制 近似动态规划 双层优化 

摘      要：多轴轮式铰接特种车辆在轨迹跟踪时易产生尾部放大效应和侧倾等不稳定性问题，研究多轴轮式铰接车辆的稳定性轨迹跟踪具有重要意义。以只有拖车具备转向能力的多轴轮式铰接车辆为研究对象，建立7自由度车辆动力学模型，提出双策略轨迹跟踪控制方法，上层策略求解拖车轨迹跟踪问题，下层策略优化挂车轨迹跟踪问题，兼顾了拖车和挂车的轨迹跟踪精度。为保证控制策略的计算实时性，利用有限时域近似动态规划近似求解上层轨迹跟踪策略，将在线优化问题转化为神经网络参数的离线预求解，降低了在线求解耗时。与高保真度仿真软件的联合仿真实验表明：所提方法使多轴铰接车辆轨迹跟踪精度提升了12.82%，策略单步求解耗时低于10 ms，计算效率相比于模型预测控制算法提升了约3个量级。