周东昇 李伟 刘玉龙 丁伟

（1.重庆交通大学，重庆 400074；2.清华大学，北京 100084）

基于滚动时域的线性二次型路径跟踪研究

周东昇1李伟1刘玉龙2丁伟1

（1.重庆交通大学，重庆 400074；2.清华大学，北京 100084）

针对智能驾驶车辆在实际行驶过程中的路径跟踪问题，建立了二自由度车辆动力学模型和路径跟踪预瞄模型，并将两者相结合。将给定的双移线和蛇形线路径作为滚动时域线性二次控制器模型的输入，将得到的转向盘转角输入车辆模型，得到了车辆横向速度、横摆角速度、横向位移和横摆角。仿真结果表明，提出的路径跟踪控制策略能够使车辆在换道时始终维持方位偏差在0.06 m以内，同时具有较好的横向稳定性。

1 前言

智能驾驶汽车路径跟踪控制的主要目的是跟踪目标路径，同时保证车辆行驶安全性和乘坐舒适性，属于智能驾驶汽车的底层控制系统，其性能直接影响到智能汽车的执行能力。汽车路径跟踪的主流算法有强化学习自适应PID路径跟踪控制[1]、新型增量式PID控制[2]、自适应滑膜控制[3～4]、鲁棒控制[5]、模糊控制[6～7]以及单点预瞄策略[8]。文献[1]提出强化学习自适应PID路径跟踪控制算法，该方法可以有效减小超调和震荡，可以较好地实现系统动态性能和稳态误差性能的优化。文献[2]提出了一种新型增量式PID控制算法，该方法相较于传统增量式PID算法，智能汽车路径跟踪的上升时间、调整时间均减小，响应速度加决，超调量减小，车辆实现快速稳定的路径跟踪。文献[3]提出一种基于切换增益参数自调节的滑膜控制方法。……