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分布式驅(qū)動(dòng)車輛軌跡跟蹤與穩(wěn)定性多智能體協(xié)同控制研究
考慮如下圖4所示的主動(dòng)轉(zhuǎn)向與差動(dòng)轉(zhuǎn)向相結(jié)合的情況：
圖4 前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向及差動(dòng)轉(zhuǎn)向結(jié)合的車輛受力分析示意圖
與前述中二自由度模型推導(dǎo)假設(shè)相同，推導(dǎo)可得如下二自由度模型：
(12)
將上式改寫為狀態(tài)方程，具體如下：
(13)
令
、
，求系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)值，可得：
(14)
其中，
，
。
若已知期望橫擺角速度
及當(dāng)前車輛的前輪轉(zhuǎn)角δ，由式(14)可得到此時(shí)若想跟蹤期望橫擺角速度，所需要施加的附加橫擺力矩值為：
(15)
其中，G與純差動(dòng)轉(zhuǎn)向中的增益D一致，W與主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向中的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益一致。
下面將探究是否可以通過(guò)施加不同大小的附加橫擺力矩來(lái)改變車輛在穩(wěn)態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)向特性。經(jīng)過(guò)分析，可得橫擺角速度與轉(zhuǎn)向特性之間的關(guān)系為：
(16)
因此，當(dāng)車輛為前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向與差動(dòng)轉(zhuǎn)向相結(jié)合時(shí)，轉(zhuǎn)向特性為中性轉(zhuǎn)向時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下等式：
(17)
結(jié)合式(16)、(17)，可知若要使得轉(zhuǎn)向特性為中性轉(zhuǎn)向，所需施加的附加橫擺力矩為：
(18)
因此，可得附加橫擺扭矩與車輛轉(zhuǎn)向特性之間的關(guān)系：
(19)
綜上，可以通過(guò)改變附加橫擺力矩的大小，使車輛在不同轉(zhuǎn)向特性之間進(jìn)行切換，在某些場(chǎng)景下可以極大的提升車輛的操縱穩(wěn)定性。
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