Fault-Tolerant Control for Path-Following of Independently Actuated Autonomous Vehicles Using Tube-Based Model Predictive Control

卡西姆 控制理论(社会学) 工程类 控制器(灌溉) 模型预测控制 扭矩 车辆动力学 断层(地质) 容错 控制工程 约束(计算机辅助设计) 计算机科学 汽车工程 控制(管理) 机械工程 农学 物理 人工智能 地震学 可靠性工程 生物 地质学 热力学
作者
Xitao Wu,Chao Wei,Hanqing Tian,Weida Wang,Chaoyang Jiang
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:23 (11): 20282-20297 被引量:18
标识
DOI:10.1109/tits.2022.3191755
摘要

This paper designs a fault-tolerant controller for the path-following of independently actuated (IA) electric autonomous vehicles (AVs) with steer-by-wire (SBW) systems. Such a controller can handle the effect of steering motor fault and the bounded disturbances of the vehicle dynamic system. Firstly, we formulate the dynamic models of the vehicle, the tire, the SBW system, and the steering motor. Secondly, with the models, we identify the effectiveness coefficient of the steering motor and calculate the steering resistance torque. Both the two parameters are used to determine the potential maximum front-wheel angle. The effectiveness coefficient can determine when the control system switches to the fault-tolerant control (FTC) mode. For the FTC mode, we then introduce a tube-based model predictive control (MPC) framework to guarantee vehicle stability in steering processes and maintain the tracking performance. The disturbances of the vehicle dynamic system affect both the control input and the state. On one hand, the disturbances are formulated to be a tightened state constraint. On the other hand, together with the potential maximum front-wheel angle, the disturbances are formulated to be a tightened input constraint. Finally, we show the effectiveness of the designed fault-tolerant controller via Carsim-Simulink joint simulation and real-vehicle experiment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Yuxiao发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
younger发布了新的文献求助10
1秒前
小小沙完成签到,获得积分10
1秒前
wubo完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
phl发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
文艺的连碧完成签到 ,获得积分10
2秒前
思qi发布了新的文献求助10
3秒前
sunchao26发布了新的文献求助30
3秒前
积极涵阳发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
ccccccc发布了新的文献求助10
4秒前
徐风年完成签到,获得积分10
4秒前
ding应助zhencheng采纳,获得10
5秒前
WW发布了新的文献求助10
5秒前
酷炫魂幽发布了新的文献求助10
5秒前
今后应助Stone采纳,获得10
5秒前
呼呼呼拉不拉男完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
科目三应助Jiayou Zhang采纳,获得10
6秒前
姚咚咚啊发布了新的文献求助10
7秒前
乐乐应助和谐的亦旋采纳,获得20
7秒前
7秒前
7秒前
滴滴发布了新的文献求助10
7秒前
czm完成签到,获得积分10
7秒前
张潘发布了新的文献求助10
7秒前
凌凌凌完成签到,获得积分10
7秒前
interest-li完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
田様应助yy采纳,获得30
8秒前
xuanming完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6519706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8312545
关于积分的说明 17776400
捐赠科研通 5621712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926773
邀请新用户注册赠送积分活动 1903700
关于科研通互助平台的介绍 1764243