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:12
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
无心的秋玲完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Earuan发布了新的文献求助10
1秒前
顾海东发布了新的文献求助10
1秒前
ryx发布了新的文献求助30
2秒前
XXaaxxxx发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Lillian发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
玖Nine发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
5秒前
酷不哭哭发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
7秒前
彭于彦祖应助蔺白采纳,获得10
9秒前
努力发布了新的文献求助10
9秒前
看论文发布了新的文献求助10
10秒前
上官若男应助Camille采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助jing采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
赘婿应助Soin采纳,获得10
13秒前
Cherry完成签到,获得积分10
13秒前
平常康完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
weiyu_u完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
充电宝应助自信132采纳,获得10
16秒前
16秒前
lalalal完成签到,获得积分10
16秒前
nana完成签到,获得积分10
18秒前
Hello应助HHYE采纳,获得10
19秒前
酷不哭哭完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
虚心的海雪完成签到 ,获得积分10
19秒前
Camille发布了新的文献求助10
19秒前
Dainlyn完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
Crystal Nonlinear Optics: with SNLO examples (Second Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3732073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3276483
关于积分的说明 9997274
捐赠科研通 2992006
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1641986
邀请新用户注册赠送积分活动 780121
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 748700