基于模型预测和遗传算法的智能车辆轨迹跟踪控制

为提高智能车辆轨迹跟踪模型预测控制(MPC)控制器的性能,提出一种基于遗传算法的MPC控制器权重系数整定方法。基于单轨车辆横向动力学模型设计车辆轨迹跟踪MPC控制器,在跟踪直线目标轨迹的工况下,以横向偏差权重系数为例分析其对MPC控制器性能的影响;以智能车辆跟踪目标轨迹的响应时间和跟踪偏差最小为目标,将MPC控制器权重系数的确定问题转化成多目标优化问题,运用遗传算法对其进行求解,得到优化的权重系数;采用MATLAB/Simulink和Carsim软件仿真不同车速下权重系数优化前后车辆跟踪目标轨迹的效果,对其响应时间和跟踪偏差进行分析。结果表明:权重系数对车辆跟踪目标轨迹的响应时间和跟踪偏差有较大影响,优化权重系数能够改善MPC控制器的性能,提高车辆跟踪目标轨迹的响应速度和精度。