机械工程学报

作者：王国栋, 刘立, 孟宇, 白国星, 王家轩, 顾青

单位：北京科技大学机械工程学院 北京 100083

关键词：自动驾驶汽车,车辆稳定性,底盘集成控制,路径跟踪控制,摩擦因数估计；

基金：国家自然科学基金(52202505)、中国国家留学基金(202206460040)、中国博士后科学基金(2022M710354)和中央高校基本科研业务费专项资金(FRF-IC-20-02)资助项目。

转向和差动制动集成控制是提高自动驾驶汽车在低摩擦、高速等极限工况下稳定性的关键技术。道路摩擦因数是车辆动力学建模和控制的关键参数。为解决现有转向和差动制动集成路径跟踪控制方法无法保证控制最优性和轮胎力利用不合理的问题以及车辆系统的强非线性和多约束因素导致道路摩擦因数估计困难的问题，提出一种考虑轮胎力最优利用的一体式转向和差动制动集成路径跟踪控制方法和一种基于非线性优化的道路摩擦因数估计方法，并设计了融合摩擦因数估计的自动驾驶汽车集成路径跟踪控制系统。基于ROS、Simulink和CarSim的硬件在环试验结果表明：提出的转向和差动制动集成路径跟踪控制方法显著提高了自动驾驶汽车极限工况下的路径跟踪精度和稳定性；提出的摩擦因数估计方法表现出更高的估计精度，并能够在闭环控制中实时提供可靠的估计结果。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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