郝亮，李金良，荣同康，邓乐康

（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

基于MPC的无人驾驶车辆的轨迹跟踪

郝亮，李金良，荣同康，邓乐康

（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

为了更加好的实现线性时变模型预测控制算法的低速直线轨迹跟踪控制效果验证，该文采用Matlab/Simulink搭建基于运动学模型的线性时变模型预测控制算法，通过实际曲线与理想曲线仿真对比分析，从而有效证明该控制算法能够保证无人驾驶车辆在一定工况下具有良好的稳定性和安全性，为无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法的研究奠定了一定的基础。

线性时变；模型预测控制算法；低速直线轨迹跟踪；运动学模型

前言

随着计算机信息处理技术、传感器技术和车辆控制技术的进展，基于高效环境感知的辅助驾驶技术或全自动驾驶技术迅速发展，以主动控制为核心的先进车辆安全技术必将是现代交通系统和未来高度智能化交通系统的核心技术之一[1][2]。实现全自主无人驾驶车辆在高速和冰雪等复杂路面安全稳定的轨迹跟踪控制具有十分重要的意义，由于线性时变模型预测控制算法相比于非线性模型预测控制算法具有计算简单、实时性好等优点[3]，因此，通过MATLAB/Simulink搭建基于运动学模型的线性时变模型预测控制算法，研究在给定工况下的轨迹跟踪特性，具有较强的理论研究价值与应用意义。

1 线性时变模型预测控制原理

以线性状态控制模型为基础，依次推导模型预测控制的预测方程、优化求解及反馈机制[4]。……