重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (5): 35-42.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.05.005

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基于人-车-路闭环系统的路径跟踪模型预测控制

葛召浩,赵又群,林 棻,闫 茜   

  1. 南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016
  • 发布日期:2020-06-13
  • 作者简介:葛召浩，男，硕士研究生，主要从事汽车系统动力学及其控制技术研究，Ｅ-ｍａｉｌ：９５６７５７８６４＠ｑｑ．ｃｏｍ；通讯作者赵又群，男，博士，教授，博士生导师，主要从事汽车仿真与控制、主动安全与控制研究，Ｅ-ｍａｉｌ：ｙｑｚｈａｏ＠ｎｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(11672127);陆军装备预研专用技术项目(AGA19001);陆军研究技术项目(AQA19001);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NP2020407);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX18_0096)

  • Published:2020-06-13

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摘要： 为提高人车路闭环系统的路径跟踪能力以及操纵稳定性能，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件，搭建了３自由度汽车动力学模型以及基于车辆侧向加速度反馈修正的预瞄驾驶员模型，并与Ｃａｒｓｉｍ模型进行对比验证，检验了上述模型的正确性；根据模型预测控制理论，搭建了基于主动转向的路径跟踪模型预测控制器，采用双移线路径作为仿真工况，分别在有／无模型预测控制的情形下进行了仿真。结果表明：该模型预测控制器可将路径跟踪的误差均值控制在０．１ｍ以内，将瞬态误差极值降低５０％左右，并消除了路径跟踪后期的震荡现象；此外，可保持汽车侧向加速度、横摆角速度值等操纵稳定性指标在合理范围之内。研究结果可为智能汽车的人－机共驾研究以及无人驾驶方向的进一步研究提供参考。

关键词: 模型预测控制, 路径跟踪, 人车路闭环系统, 主动转向

中图分类号: 

  • U461.9