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 (12): 36-44.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.12.005

• 车辆工程 • 上一篇    下一篇

基于模型预测的无人车路径跟踪优化控制

吴施鹏,刘冉冉,颜海彬,臧传涛   

  1. 江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州 213000
  • 收稿日期:2020-07-27 出版日期:2021-01-28 发布日期:2021-01-28
  • 作者简介:吴施鹏，男，硕士研究生，主要从事无人驾驶车辆路径跟随控制研究，Ｅｍａｉｌ：２４５２５８７７８＠ｑｑ．ｃｏｍ；通讯作者刘冉冉，女，博士，副教授，主要从事非线性系统模型辨识与优化控制研究，Ｅｍａｉｌ：ｌｒｒ＠ｊｓｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（５１９０５２３６；６２００３１５０）；江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２０１７０３１４）；江苏省政策引导类计划项目（产学研前瞻性联合研究）（ＢＹ２０１８１３０）；江苏省研究生培养创新工程项目（２０８２０１１１９２７）；常州市工业互联网数据智能技术重点实验室开放课题（ＣＭ２０１９０２０１

  • Received:2020-07-27 Online:2021-01-28 Published:2021-01-28

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摘要： 为解决无人驾驶车辆在低附着系数、高速行驶时路径跟踪效果不佳及行驶稳定性差的问题，基于２自由度车辆单轨模型，在传统模型预测控制（ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＰＣ）的基础上，利用遗传算法寻找出车辆行驶最优时域参数，减小车辆跟踪误差，同时加入前轮侧偏角约束，提升车辆在低附着系数和高速路面的行驶稳定性。通过Ｃａｒｓｉｍ和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行联合仿真，结果表明：加入遗传算法和前轮侧偏角约束的控制器可以大大提升汽车在低附着系数和高速路面下的路径跟踪精度和行驶稳定性。

关键词: 路径跟踪, 模型预测控制, 遗传算法, 前轮侧偏角约束

中图分类号: 

  • U461