[1]梁政焘1,赵克刚1,裴 锋2,等. 基于 MPC的智能车轨迹跟踪算法[J].机械与电子,2019,(01):66-70.
 ,,et al.The Trajectory Tracking Algorithm of Intelligent Vehicle Based on MPC[J].Machinery & Electronics,2019,(01):66-70.
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 基于 MPC的智能车轨迹跟踪算法()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2019年01期
页码:
66-70
栏目:
智能工程
出版日期:
2019-01-20

文章信息/Info

Title:
The Trajectory Tracking Algorithm of Intelligent Vehicle Based on MPC
文章编号:
1001- 2257(2019)01- 0066- 05
作者:
 梁政焘1赵克刚1裴 锋2郭泉成1
1.华南理工大学汽车零部件技术国家地方联合工程实验室,广东 广州 510640;
2.广汽集团汽车工程研究院,广东 广州 511495
Author(s):
 LIANGZhengtao1ZHAOKegang1PEIFeng2GUOQuancheng1
 1.National LocalJointEngineeringLaboratoryofAutomobilePartsTechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China;
2.GACAutomotiveEngineeringInstitute,Guangzhou511495,China
关键词:
 智能车轨迹跟踪模型预测控制硬件在环
Keywords:
分类号:
U461
文献标志码:
A
摘要:
 针对前轮转向的智能汽车,设计了一种轨迹跟踪控制算法。基于车辆运动学模型,建立了车辆轨迹跟踪状态空间方程,采用模型预测控制算法,以考虑乘坐舒适性下动态跟踪偏差最小为控制目标,同时考虑车辆实际情况对模型添加了控制约束和状态约束,通过滚动优化和反馈校正实现了带约束的智能车轨迹跟踪的最优控制。为了验证该算法的性能,将该算法在常用于自动驾驶仿真的 PreScan上进行了硬件在环仿真试验,并与 LQR算法作比较。结果表明,该算法能有效适用于约束条件下的智能车轨迹跟踪控制。
Abstract:
Atrajectorytrackingcontrolalgorithmwasdesignedforintelligentvehiclewithfrontwheelsteering.Basedonthevehiclekinematicsmodel,thestate spaceequationofvehicletrajectorytrackingwasestablished.Themodelpredictivecontrolalgorithm wasadoptedwiththecontroltargettominimizedynamictrackingerrorundertheconsiderationofridecomfort,andcontrolconstraintsandstateconstraintswereaddedtothemodelconsideringtheactualsituationofthevehicle.Theoptimalcontrolofintelligentvehicletrajectorytrackingwithconstrainswasrealizedbyrollingoptimizationandfeedbackcorrection.Inordertoverifytheperformanceofproposedalgorithm,itwascomparedwithLQRalgorithm,ahardware in the loopsimulationexperimenton PreScanplatformwithproposedalgorithmwasconducted.ThePreScanplatformhasbeenwidelyusedinautomaticdrivingsimulation.Theresultsshowthatthealgorithmismoreeffectiveandapplicabletotheintelligentvehicle trajectorytrackingcontrolunderconstraintconditions.

参考文献/References:

 [1] LiL,FeiyueW.Advancedmotioncontrolandsensingforintelligentvehicles[M].Boston:SpringerScience

andBusinessMedia,2007.
[2] 李克强,戴一凡,李升波,等.智能网联汽车(ICV)技术的发展 现 状 及 趋 势 [J].汽 车 安 全 与 节 能 学 报,2017,8(1):1- 14.
[3] 赵熙俊,陈慧岩.智能车辆路径跟踪横向控制方法的研[J].汽车工程,2011,33(5):382- 387.
[4] EnzengD,ShuxiangG,XichuanL,etal.A neuralnetwork basedself tuningPIDcontrollerofanautonomousunderwatervehicle[C]//IEEEInternationalConferenceon Mechatronicsand Automation,2012:898- 903.
[5] 陈无畏,王家恩,汪明磊,等.视觉导航智能车辆横向运动的自适应预瞄控制[J].中国机械工程,2014,25(5):698- 704.
[6] JinghuaG,PingH,LinhuiL,etal.Designofautomaticsteeringcontrollerfortrajectorytrackingofunmannedvehiclesusinggeneticalgorithms[J].IEEE TransactionsonVehicularTechnology,2012,61(7):2913- 2924.
[7] MashadiB,Ahmadizadeh P,Majidi M.Integrated controllerdesignforpathfollowinginautonomousvehicles[C]//SAE2011 WorldCongress,2011.
[8] SniderJarrod M.Automaticsteeringmethodsforautonomousautomobilepathtracking[D].Pennsylvania:
CarnegieMellonUniversity,2009.
[9] LevinsonJ,AskelandJ,BeckerJ,etal.Towardsfullyautonomousdriving:systemsandalgorithms[C]//IEEE IntelligentVehiclesSymposium,2011:163- 168.
[10] 陈慧岩.无人驾驶汽车概论[M].北京:北京理工大学出版社,2014.
[11] 张琨.智能汽车自主循迹控制策略研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.
[12] 龚建伟,姜岩,徐威.无人驾驶车辆模型预测控制[M].北京:北京理工大学出版社,2014.
[13] 刘豹,唐万生.现代控制理论[M].北京:机械工业出版社,2006.
[14] 席 裕 庚.预 测 控 制 [M].北 京:国 防 工 业 出 版
社,2013.
[15] GillP E.SNOPT:AnSQPalgorithmforlarge scaleconstrained optimization[J].Siam Review, 2005,47(1):99- 131.
[16] GillPE,Murray W,SaundersM A.User’sguideforSNOPTversion7:softwareforlarge scalenonlinearprogramming[R].Stamford:Departmentof
OperationsResearch,StanfordUniversity,2012.
[17] MiaoQ,TangX,WangD,etal.TheapplicationofPRESCANintheconceptdevelopmentofactivesafetysystem[C]//The9thInternationalForumofAutomotiveTrafficSafety,2011:884- 886.
[18] 赵剑,管迪华.独立悬架汽车转向系统刚度测量[J].汽车工程,2001,23(5):337- 339.
[19] 郑宏宇,宗长富,田承伟,等.基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法[J].吉林大学学报(工),2007,37(6):1229- 1235.

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 ,,et al.PLC-based ELV Disassembly Line Operation Control System[J].Machinery & Electronics,2019,(01):54.

备注/Memo

备注/Memo:
 收稿日期:2018- 08- 22
基金项目:广东省自然科学基金项目(2016A030313517);国家自然科学基金(51575189)
作者简介:梁政焘 (1994-),男,广东中山人,硕士研究生,研究方向为智能车路径规划与轨迹跟踪;赵克刚 (1977-),男,上海人,副教授,研究方向为车辆系统动力学及控制优化和智能汽车等。
更新日期/Last Update: 2019-10-09