重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (11): 18-26.

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基于模型预测控制的车辆横纵向跟踪控制

邓国红１ａ，肖皓鑫１ｂ，韩龙海１ｂ，吴鹏飞１ｂ，张 勇１ｂ，覃 亮１ｂ，２   

  1. １．重庆理工大学 ａ．机械工程学院；ｂ．车辆工程学院； ２．重庆大江智防特种装备有限公司
  • 出版日期:2021-12-13 发布日期:2021-12-13
  • 作者简介:邓国红，男，博士，教授，主要从事车辆动力学与 ＣＡＥ方面研究；通讯作者 覃亮，工程师

  • Online:2021-12-13 Published:2021-12-13

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摘要： 在车辆进行换道行为时，决策模型的结果不仅取决于车辆横向位置的变化，还与纵 向的速度变化相关。为提高智能车辆在换道时的横向和纵向跟踪能力，设计了一种横向和纵向 联合模型预测控制器，模型中采用前轮转角和纵向加速度 ２个控制量，使车辆在对横向位置进 行跟踪时也能考虑到纵向速度的变化。分别建立横向运动跟踪控制的三自由度车辆模型和纵 向运动跟踪控制的点质量模型，并建立基于模型预测控制的横纵向跟踪控制的非线性预测车辆 模型；进行线性化和离散化之后建立跟踪控制器的目标函数和约束条件；通过 Ｍａｔｌａｂ／ＳｉｍｕＬｉｎｋ 和 ＣａｒＳｉｍ搭建仿真平台，设计 ３种仿真工况验证设计的跟踪控制器的有效性，仿真结果表明： 设计的跟踪控制器在横向和纵向都能跟踪期望的轨迹，具有较好的鲁棒性。

关键词: 路径跟踪, 速度跟踪, 智能车辆, 模型预测控制

中图分类号: 

  • U469.72