智能网联汽车路径跟踪控制器设计中模型预测的应用

德州职业技术学院 寇春欣

为了提高智能网联汽车在运动过程中的精确度，文章基于模型预测原理对智能网联汽车路径跟踪控制器进行了分析、设计和仿真，仿真结果表明，该控制器具有更好的灵活性，能够根据不同运行工况控制车辆，达到较高的跟踪精度和行驶稳定性，并为后续的研究提供重要的依据。

在国家大力发展先进制造业的背景下，智能网联汽车的研发设计成为汽车行业的重点研究方向。为了实现智能网联汽车的安全高效，对其路径跟踪控制器进行优化设计就成为了一项研究重点，通过该设备智能网联汽车就能够实现精准快速的主动转向行为，对解决各种路况下的车辆行进问题有着重要的作用。为此，仍需对这方面做进一步的研究。

1 车辆模型的构建

在本次路径跟踪控制器设计中，采用有着广泛应用的车辆二自由度单轨模型，且具有非线性轮胎力。在该单轨模型中，具有以下几点假设条件：（1）车辆始终在平整路面上行驶；（2）车辆的载荷转移和滑移情况不予考虑；（3）纵向驱动力的作用点为车辆的重心处。

为确保模型在满足实际要求的情况下计算精度尽可能高，设计人员通常会采用简化后的Pacejka轮胎模型，该模型的方程如式(1)：

在该方程中，BR，CR，DR，BF，CF，DF的参数均通过实验确定，αF和αR则分别为前轮和后轮的侧偏角。

在基本模型构建完成后，为进一步提高精准度以获得高性能的控制器，还需要对轮廓误差进行分析计算。……