智能车辆横纵向解耦换道轨迹跟踪控制算法研究

摘要

针对城市道路多车道交通场景下智能车辆主动换道工况，单独使用某一种控制算法进行主动换道路径跟踪时，可能导致路径跟踪精度或车辆操纵稳定性变差的问题，本文提出一种横纵向解耦的换道轨迹跟踪控制策略．首先，将轨迹跟踪控制解耦为横向位置跟踪和纵向速度控制;然后，基于离散LQR原理设计前馈加反馈横向控制器，基于双PID原理设计位置与速度纵向控制器，最终实现对规划轨迹的跟踪控制;最后，利用Matlab/Simulink、PreScan和Car Sim平台建立联合仿真模型进行仿真实验．结果表明，横纵向解耦的轨迹跟踪控制算法在车辆不同换道工况下，对轨迹的跟踪效果良好，车辆的跟踪控制误差均在规定的约束范围内，且相比于模型预测控制(MPC)具有更小的质心侧偏角和横摆角速度，行驶稳定性与舒适性更佳．

关键词

横纵向解耦 / 轨迹跟踪控制 / 离散LQR / 双PID控制 / 智能车辆

基金资助

黑龙江省重点研发计划(JD22A014); 中央高校基本科研业务费专项资金(2572021BG01)