基于自适应 LQR 的智能汽车横纵向控制

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。