采用状态扩展MPC与转角补偿的无人车路径跟踪控制

采用传统模型预测控制（MPC）的无人车难以同时保证路径跟踪精度和实时性，针对此问题，本文设计了一种采用状态扩展MPC与转角补偿的路径跟踪控制器。建立了车辆三自由度动力学模型，设计了基于状态扩展的双反馈MPC控制器，并根据车速调整控制器参数；建立了车辆-道路跟踪模型，根据车辆横向和航向偏差设计了转角补偿模糊控制器；利用MATLAB/Simulink和Carsim软件对所设计的路径跟踪控制器进行联合仿真分析。结果表明：相比采用传统MPC控制器的车辆，在中、低车速下，状态扩展MPC控制器的控制增量求解时间平均值降低14%以上，路径跟踪控制器跟踪道路的横向和航向偏差最大值分别降低23%和17%以上，具有较好的路径跟踪性能。