无人驾驶汽车横向运动LQR控制器设计及工况测试

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0.3 m以内的路径进行跟踪距离偏差,并使航向偏差不超过0.1 rad,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。