控制与决策

作者：王康,李琼琼,王子洋,杨家富

单位：南京林业大学 机械电子工程学院,南京 210037,,南京林业大学 机械电子工程学院,南京 210037,,南京林业大学 机械电子工程学院,南京 210037,,南京林业大学 机械电子工程学院,南京 210037,

关键词：无人车;车辆侧倾模型;轨迹跟踪;非线性模型预测控制;运动控制;车辆动力学

基金：国家自然科学基金项目(32072498).

针对高速行驶工况下,无人车转弯时的侧倾易导致车辆模型非线性程度增加,引起轨迹跟踪精度下降和状态失稳的问题,设计一种考虑车辆侧倾因素,基于非线性模型预测控制(NMPC)的无人车轨迹跟踪控制器.根据拉格朗日分析力学和车辆运动学,考虑车辆侧倾几何学和载荷转移效应,建立考虑侧倾因素的非线性车辆模型,包括车体动力学模型和修正的“Magic Formula”轮胎模型;基于此车辆模型,构建非线性模型预测控制器(NMPC)的预测模型,并设定控制器的线性、非线性约束,以保证车辆的运动状态处于稳定区域内.在Carsim和Simulink联合仿真平台上,验证车辆高速蛇形工况和双移线工况下的轨迹跟踪控制效果,仿真结果显示,所设计的控制器可有效改善高速弯道工况下的跟踪精度和车辆状态稳定性.

来源：2022年第10期

《控制与决策》期刊编辑部

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