无人驾驶汽车横向运动LQR控制器设计及工况测试.pdfVIP

第20卷第6期 中 国 工 程 机 械 学 报 Vol.20No.6 2022年12月 CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERY Dec.2022 无人驾驶汽车横向运动LQR控制器设计及工况测试 1，3 2 1，3 刘福华 ，来 升 ，伍倪燕 （1.宜宾职业技术学院汽车与轨道交通学院，四川宜宾644003；2.四川轻化工大学机械工程学院，四川宜宾644000； 3.宜宾市电动汽车智能电驱动控制工程技术研究中心技术部，四川宜宾644003） 摘要:为提高无人驾驶汽车横向运动效果，发明了一种能够自主调节加权矩阵的预瞄策略与线性最优控制（LQR） 优化调节器，加入前馈控制方法来调节智能汽车横向运动参数。通过非预瞄方式构建得到路径跟踪误差的力学仿 真模型，构建了横向前馈以及LQR反馈控制器，并采用仿真方法比较带前馈控制状态下LQR优化控制器。双移线 工况测试结果表明：包含前馈控制的LQR优化控制器可以对0.3m以内的路径进行跟踪距离偏差，并使航向偏差 不超过0.1rad，且仅需要调节较少次数。连续换道工况测试结果表明：设置前馈控制调节的LQR控制器可以获得 较小的距离偏差与航向偏差，并更加精确跟踪目标路径，达到了理想控制状态。该研究显著提高了控制精度，且增 强控制器自适应能力，为提高汽车运行稳定性提供了良好理论支撑。 关键词:无人驾驶；横向运动；控制器；自适应；工况 中图分类号:U461 文献标志码:A 文章编号:1672-5581（2022）06-0522-05 DesignandtestofLQRcontrollerforlateral movementofunmannedvehicle 1，3 2 1，3 LIU Fuhua ，LAI Sheng ，WU Niyan （1.CollegeofAutomobileandRailTransportation，YibinVocationalandTechnicalCollege，Yibin644003，Sichuan，China； 2.CollegeofMechanicalEngineering，SichuanUniversityofLightChemicalTechnology，Yibin644000，Sichuan，China； 3.TechnologyDepartment，YibinElectricVehicleIntelligentElectricDriveControlEngineering TechnologyResearchCenter，Yibin644003，Sichuan，China） Abstract：Inordertoimprovethelateralmotioneffectofunmannedvehicle，alinearquadratic regulator （LQR）optimizationregulatorwhichcanadjusttheweightingmatrixautonomouslywas developed，andafeedforwardcontrolmethodwasaddedtoadjustthelateralmotionparametersof intelligentvehicle. Themechanicalsimulationmodelofpathtrackingerrorwasconstructedbynon- previewingmode，andthelateralfeedforwardandLQRfeedbackcontrollerswerecon