考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪算法

摘要

为提高自动驾驶汽车轨迹跟踪精度与行驶稳定性，提出考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪控制算法。建立三自由度车辆动力学模型和轨迹跟踪模型预测控制器，基于横向跟踪偏差和道路曲率自适应调整模型预测控制器的价值函数；基于递推最小二乘法实时估算路面附着系数，将估算结果作为轮胎侧偏角以及横向加速度约束相关的变量引入到控制器中，解决车辆在低附着路面下转向时轮胎侧向力易超出轮胎线性区间导致车辆失稳的问题。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台进行仿真实验。结果表明，在不同附着系数的路面环境下，该算法相较于传统MPC控制算法具有更高的跟踪精度和稳定性。

关键词

轨迹跟踪 / 路面附着系数识别 / 模型预测控制 / 模糊控制 / 权重系数