基于模型预测控制的四轮独立驱动与转向车辆稳定性及路径跟踪研究

内容概要：本文深入探讨了四轮独立驱动与转向（4WIS）车辆的稳定性和路径跟踪控制技术。首先介绍了模型预测控制（MPC）作为上层控制器的应用，通过状态空间方程描述车辆运动学，在滚动时域内优化路径跟踪精度和控制平滑性，并设置安全约束条件确保行驶安全。接着详细解释了下层控制策略，包括阿克曼转向分配方法和最小轮胎负荷率的动力分配策略，确保四个车轮协调运作。此外，还讨论了一些实际应用中的注意事项，如避免过长的预测时域导致实时性下降等问题。 适合人群：对自动驾驶、车辆工程以及控制系统感兴趣的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标：适用于研究和开发高性能、高稳定性的四轮独立驱动与转向车辆控制系统，旨在提高车辆在复杂路况下的操控性能和安全性。 阅读建议：读者需要具备一定的自动控制理论基础，尤其是对于线性代数和最优化方法的理解。文中提供的Python代码片段可以帮助读者更好地理解和实现相关算法。