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机械设计与研究2024年第06期:基于改进GA的自动驾驶横向LQR控制器优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陆洋;沈永峰;高乐子;

单位:上海电机学院;

摘要:针对二次型调节器(LQR)在自动驾驶轨迹跟踪中因权重系数矩阵Q和R选取困难而导致的控制精度低及稳定性欠佳的问题,提出一种基于改进遗传优化算法的LQR横向轨迹跟踪控制方法。基于二自由度车辆动力学模型构建轨迹跟踪误差动力学模型,添加带有预测模块的前馈控制来消除模型简化带来的稳态误差的影响,通过控制器求解得到最优前轮转角控制量。最后,通过MATLAB/Simulink和Carsim搭建系统仿真模型进行仿真试验。仿真结果表明:无论在双移线工况还是连续换道工况,GA自适应系数LQR控制器具有比固定权重系数LQR控制更好的跟踪优势,同时在轨迹跟踪时能保证较好的精确性与稳定性。

关键词:自动驾驶;;轨迹跟踪;;线性二次型调节器;;遗传优化算法

基金资助:国家重点实验室开放研究基金项目(2021NUSV001)