自适应时域参数MPC的智能车辆轨迹跟踪控制

摘要：

为了解决智能车辆在低附着路面下主动转向跟踪控制的稳定性和控制精度问题,提出了一种基于自适应时域参数的智能车辆轨迹跟踪控制策略.基于车辆动力学模型和模型预测控制算法(MPC)建立线性时变MPC控制器,并加入包括轮胎侧偏角约束、质心侧偏角约束以及前轮转角约束的动力学约束,求解出最优前轮转向角.分析控制器中的时域参数对控制效果的影响,设计了 一种自适应时域参数控制器,能够根据获取的车辆速度,将求解得到最优的预测时域和控制时域参数输入到控制器,提高控制器在不同速度下的控制精度和稳定性.通过搭建MATLAB/SimuLink与CarSim联合仿真平台,在低附着路面情况下对固定时域控制器和自适应时域控制器进行对比仿真实验.结果表明:自适应时域控制器能够有效改善控制器的性能、减少横向偏差、提高轨迹跟踪控制精度,同时对不同速度也具有较强的适应性,车辆质心侧偏角也控制在0°～15°内,有效保证了车辆行驶的稳定性.

关键词：智能车辆、轨迹跟踪、模型预测控制、自适应、前轮主动转向

所属期刊栏目：45

分类号：U461.6(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金72001095

在线出版日期：2024-02-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：47-53