アクティブな外乱拒絶制御方法を使用した車両のためのアクティブなフロントステアリングシステムの設計

線形車両モデルは、アクティブなフロントステアリング（AFS）のためにコントローラー設計で一般的に採用されています。ただし、この単純化されたモデルは、コントローラーの精度に大きな影響を与えます。この記事では、この問題を防ぐために、アクティブな外乱拒絶制御（ADRC）手法を使用したAFSコントローラーが提案されています。AFSコントローラーは、シミュレーションの検証のためにCARSIM車両モデルを制御するためにMATLAB/SIMULINKで確立されました。直線駆動障害条件下では、比率統合分化（PID）制御とARDCは、制御されていない横方向のオフセットに関して大幅に減少し、ADRCはPID制御よりも優れていました。ダブルレーンの変化（DLC）テスト作業条件では、パスの追跡エラー、ヨーレート、ロール角、横方向の加速度、および車両の制御性と安定性を評価するために駆動方向の誤差を使用しました。これらの評価インデックスは、PIDコントロールとADRCによって大幅に改善されました。同様に、ADRCはPID制御よりも優れていました。パラメーターの分散と外部障害の存在下でのADRCの追跡誤差は、PIDコントロールの存在感よりも大幅に小さかった。結果は、ADRCに基づくAFSコントローラーが車両の制御性と安定性を大幅に改善できることを確認しました。

A linear vehicle model is commonly employed in the controller design for an active front steering (AFS). However, this simplified model has a considerable influence on the accuracy of the controller. In this article, an AFS controller using an active disturbance rejection control (ADRC) technique is proposed to prevent this problem. The AFS controller was established in MATLAB/Simulink to control the CarSim vehicle model for verification of the simulation. Under the straight-line driving disturbance condition, proportion-integration-differentiation (PID) control and ARDC substantially decreased with respect to the uncontrolled lateral offset and ADRC performed better than PID control. Under the double lane change (DLC) test working condition, the tracking error of the path, yaw rate, roll angle, and lateral acceleration, and error of the driving direction were used to evaluate the vehicle's controllability and stability. These evaluation indexes were substantially improved by PID control and ADRC; similarly, ADRC was better than PID control. The tracking error of the ADRC in the presence of parameter variance and external disturbance was significantly smaller than that of PID control. The results have verified that the AFS controller based on ADRC can significantly improve vehicle controllability and stability.