无人驾驶方程式赛车轨迹预测跟踪控制
Trajectory Tracking Control of Driverless Formula Racing Car作者机构：广东工业大学机电工程学院广东广州510006 广东工业大学自动化学院广东广州510006
出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)
年 卷 期：2022年第29卷第5期
页 面：953-960页
学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化]
主 题：无人驾驶方程式赛车 LQR求解 轨迹跟踪 模型预测控制
摘 要：为提高车辆轨迹跟踪的稳定性与实时性,并针对传统MPC算法轨迹跟踪精度不足的问题,提出了一种基于LQR求解的多帧预瞄的最优控制方法,并将其应用于FSAC赛车上。首先建立赛车的运动学模型,再将非线性系统作线性化处理,获得所需的线性时变误差模型。结合控制序列递推赛车往后一段时域内赛车状态的预测模型,通过离散参考轨迹函数,获得预测时域内的最佳参考点序列,利用赛车实时状态和控制输入序列构造二次型目标函数,迭代求出预测时域内的最优控制序列,输出车轮转角和赛车纵向速度来实现赛车对期望轨迹的跟踪。最后,通过构建仿真环境测试和实车测试验证算法的跟踪精度和稳定性,算法达到预期的效果。
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