2023年5月May2023第44卷第3期Vol.44No.3doi:10.3969/j.issn.1671-7775.2023.03.004开放科学(资源服务)标识码(OSID):无人驾驶汽车路面自适应MPC轨迹跟踪控制郭盼1,于蕾艳2(1.清华大学机械工程系,北京100084;2.中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛266580)摘要:针对无人驾驶汽车轨迹跟踪工况范围狭窄、评价方法片面和路面自适应控制不足等问题,研究全车速和全道路附着系数工况轨迹跟踪精度和行驶安全性.提出路面自适应的多约束模型预测控制,由车辆3自由度非线性动力学模型得到离散化线性时变预测模型,根据传感器检测的道路附着系数实现路面自适应的车速范围匹配,制定车速增量约束条件.融合CarSim和Matlab软件进行研究,得到路径跟踪误差、侧向加速度、质心侧偏角、前轮侧偏角最大值和标准差随车速和道路附着系数变化的规律;结合轮胎侧偏机理评价行驶安全性,划分全工况轨迹跟踪稳定区和失稳区.结果表明:根据道路附着系数自适应调节车速大小,汽车在全工况下,轨迹跟踪精度较高,行驶安全性较好.关键词:无人驾驶汽车;轨迹跟踪;模型预测控制;全工况;工况匹配;路面自适应中图分类号:U461文献标志码:A文章编号:1671-7775(2023)03-0270-06引文格式:郭盼,于蕾艳.无人驾驶汽车路面自适应MPC轨迹跟踪控制[J].江苏大学学报(自然科学版),2023,44(3):270-275,323.收稿日期:2021-08-05基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(19CX02019A);中国石油大学(华东)研究生教育教学改革项目(YJG2019025)作者简介:郭盼(1999—),男,湖北天门人,硕士研究生(gp2021@foxmail.com),主要从事车辆动力学与控制的研究.于蕾艳(1980—),女,山东烟台人,副教授(spring_1980@163.com),主要从事汽车动力学与控制、智能汽车的研究.TrajectorytrackingcontrolofdriverlessvehiclebasedonroadadaptivemodelpredictivecontrolGUOPan1,YULeiyan2(1.DepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao,Shandong266580,China)Abstract:Tosolvetheproblemsofnarrowdrivingconditionrange,partialevaluationmethodandinsufficientroadadaptivecontroloftrajectorytracking,thetrajectorytrackingaccuracyanddrivingsafetyunderfullspeedandfullroadadhesioncoefficientwereinvestigated.Inthe...