隋官昇，赵 博，杨昌耿，贾永辉

（1.吉林大学 汽车工程学院，吉林 长春 130022；2.中动智轮科技有限公司，广西 柳州 545006； 3.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

引言

换道是最常见的一种驾驶操作，可靠、高效且安全的换道行为可以提高道路通行效率、缓解交通拥堵状况和减少事故发生。随着智慧交通系统和智能车辆技术的深入研究以及雷达传感器等硬件设备的日趋成熟完善，无人驾驶汽车的自主换道系统可以大大降低人为因素造成的风险。

轨迹跟踪就是控制车辆按照预定的轨迹行驶，是当前自动驾驶的研究重点之一，保障了汽车行驶的安全。国内外学者针对轨迹跟踪控制问题提出了许多研究方法，比如PID控制、最优控制、滑模控制、模型预测控制等。PID控制算法简单，且无需搭建模型，但参数需要不断调试，耗费时间长，且鲁棒性差，易受到外界干扰，因此PID算法的应用目前正在减少。最优控制算法可以对跟踪误差模型做线性化处理，极大地简化计算量，并且可以根据系统的要求，通过最优求解得到最优控制输入。模型预测算法（MPC）广泛应用于工业领域，在智能控制领域也得到了实际运用，该算法通过模型预测、滚动优化、反馈矫正等环节实现优化控制，近年来在智能汽车路径跟踪问题上也得到了广泛研究。

孙银健设计了考虑轮胎侧偏角约束的模型预测控制器，并验证在低附着系数路面上以较高车速进行轨迹跟踪的稳定性[1]；王家恩等人以期望横摆角速度作为目标输入，采用滑模控制器跟踪期望轨迹，并验证了控制器具有较好的控制效果[2]；……