Multi-shooting非线性MPC无人驾驶汽车轨迹跟踪控制
朱仲文1
蒋智涛2
王维志2
江维海1
李书华2
1.合肥工业大学汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009;重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆 4000542.合肥工业大学汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009
摘要：针对复杂路径下无人驾驶汽车轨迹跟踪精度不足和稳定性差的问题,本文研究了非线性MPC轨迹跟踪控制策略.首先基于brush轮胎模型建立了考虑轮胎滑移的车辆动力学模型.然后利用Multi-shooting算法将状态方程转化为函数连续性约束,独立计算每个预测子区间的状态微分方程组,采用序列二次规划方法对非线性最优控制问题进行求解,得到最优控制输入.最后通过CarSim和MATLAB进行联合仿真,分别在36 km/h,54 km/h和72 km/h 3种车速下跟踪双移线轨迹,与传统的线性MPC控制器对比,3种车速下本文的控制策略横向跟踪累积误差降低了41.6％,46.6％和36.5％,控制效果得到提高,对不同车速有较好的鲁棒性.与基于Single-shooting的非线性MPC控制器对比,计算效率提高了61.9％,60％和52.8％,算法实时性得到了提高.
关键词：无人驾驶汽车轨迹跟踪模型预测控制Multi-shooting算法
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-10-10（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1477-1485 )
英文信息