基于模型预测控制的车辆轨迹跟踪稳定性研究

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.08.001

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (8): 1-8.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.08.001

• 车辆工程 •

基于模型预测控制的车辆轨迹跟踪稳定性研究

宋晓华a,b,邵毅明b,屈治华b,束海波a,b

重庆交通大学　ａ．机电与车辆工程学院；ｂ．交通运输学院，重庆　４０００７４

收稿日期:2019-07-02 发布日期:2020-09-13
作者简介:宋晓华，女，博士研究生，实验师，主要从事智能车辆轨迹跟踪、行驶舒适性、安全性及经济性研究，Ｅ-ｍａｉｌ：ｓｘｈ８３１０１８＠１６３．ｃｏｍ。
基金资助:
国家重点研发计划子课题（２０１６ＹＦＢ０１００９０５）

Received:2019-07-02 Published:2020-09-13

摘要/Abstract

摘要： 因车辆的实际行驶环境非常复杂，导致车辆轨迹跟踪算法的稳定性问题成为智能驾驶技术发展的重点和难点之一。然而，目前基于模型预测控制的车辆轨迹跟踪算法在车辆轨迹预测求解过程中，二次规划方程变量上下限设置不当可能会产生预测轨迹偏离期望轨迹的问题。针对这一问题，基于车辆的２自由度动力学模型，建立了运动学的空间状态方程，提出了基于车辆２自由度动力学模型的车辆轨迹预测改进算法，采用ＭＰＣ控制算法，建立以控制增量和状态增量为变量的优化控制目标，并根据文献中的车辆机械特性极限和车辆纵横向综合能力实验数据对模型添加适当的控制增量约束和状态增量约束，通过滚动优化和反馈校正实现轨迹跟踪，解决了车辆轨迹预测求解过程中二次规划方程变量上下限设置不当导致的车辆预测轨迹偏离期望轨迹的问题。研究结果表明：基于车辆横向动力学模型的车辆轨迹预测改进方法可以更加准确地预测车辆轨迹，并能更加稳定地跟踪期望轨迹。

中图分类号:

U461

宋晓华a,b,邵毅明b,屈治华b,束海波a,b. 基于模型预测控制的车辆轨迹跟踪稳定性研究[J]. 重庆理工大学学报（自然科学）, 2020, 34(8): 1-8.

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