汽车轨迹跟踪模型预测控制的加速求解方法

• 作者: 刘浩栋 卜德旭 孙浩 杜煜
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 模型预测控制 自动驾驶汽车 轨迹跟踪 交叉方向乘子法 时域分解
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 19-25
• 页数: 7页
• 分类号: U461.99
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2020.10.003

摘要

针对汽车轨迹跟踪模型预测控制求解中存在的规模较大、求解效率较低的问题,提出一种基于时域分解的加速计算方法提高求解效率.首先引入全局一致性变量,将模型预测控制中邻接控制周期的时域耦合约束转化为全局一致性约束,实现时域解耦;随后在交叉方向乘子法框架下推导了时域分解后优化问题的分块更新方法,并设计了分块更新数值求解问题的停止准则,从而将大规模优化问题转化为小规模子问题;最后搭建了Simulink-CarSim平台进行了算法的仿真验证.仿真结果表明,在求解精度不变的情况下,求解耗时下降24.21％,从而实现模型预测控制问题的加速求解.