基于LQR的车道保持辅助控制策略

• 作者: 张义奇 牛礼民 朱奋田
• 来源期刊: 安徽工业大学学报（自然科学版）
• 关键词: 车道保持辅助 线性二次型调节器(LQR) 动力学 CarSim
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 机械、电气与控制
• 页码范围: 43-52
• 页数: 9页
• 分类号: U469.72
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-7872.2022.01.008

摘要

为减少因车道偏离引发的交通事故，基于二自由度车辆模型，设计基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的车道保持辅助控制策略。在侧向路径偏移和横摆角误差的基础上，增加侧向速度和横摆角速度为状态变量，采用LQR算法控制系统达到稳定的同时，将车辆的状态通过CarSim反馈给控制器，使状态变量和控制输入构成的成本函数最小化，即以最小的代价控制方向盘转角，实现车辆跟随车道中心线行驶；在MATLAB/Simulink中搭建控制器，与CarSim进行联合仿真。结果表明，在不同车速及道路工况下，该控制策略均可有效减小控制误差，消除侧向偏移，且保证车辆在车道内稳定行驶，具有良好的鲁棒性和适应性。