基于自适应LQR的智能汽车横纵向控制

作者：李致远; 李晓蕊

来源：汽车实用技术, 2023, 48(02): 101-107.

DOI：10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.02.019

• 自动驾驶车辆
• 横纵向运动控制
• 自适应LQR控制
• 轨迹跟踪

针对自动驾驶横纵向控制换道问题，并考虑到车辆转向不足，提出了一种带有前馈控制的自适应线性二次型调节器（LQR）控制算法。首先，通过油门刹车表的制作搭建了纵向双比例-积分-微分（PID）控制器，然后，基于路径跟踪误差的车辆二自由度动力学模型设计了LQR横向控制器，并使用前馈反馈的方法给予车辆一个额外的转角，消除了稳态误差。再分析LQR控制器参数并考虑车辆稳定性和乘坐舒适性二项关键评价指标，提出了一种考虑路径曲率和路径跟踪误差的权重参数计算方法，从而保证了车辆轨迹跟踪误差在一定范围内。最后，通过MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真验证所设计的自适应LQR控制器。结果表明，该控制器可以较精确地跟踪该换道路径，最大横向误差为0.027 m，最大航向误差为0.041 rad。

• 单位
  长安大学