基于LQR和PID的智能车轨迹跟踪控制算法设计与仿真

• 作者: 徐明泽 刘清河
• 来源期刊: 太原理工大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 智能车 轨迹跟踪 横纵向控制 LQR PID
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 877-885
• 页数: 8页
• 分类号: TP273,U463.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2022.05.012

摘要

为了提高智能车轨迹跟踪的精度及鲁棒性，提出了基于线性二次调节器(LQR)和比例-积分-微分(PID)算法的横纵向控制策略。首先建立了车辆二自由度动力学模型和轨迹跟踪误差模型；其次设计了横向LQR控制算法的轨迹跟踪控制器和纵向双PID控制算法的速度跟踪控制器，并采用遗传算法对横向LQR控制的关键参数进行了确定。通过CarSim和Simulink对其控制算法进行低速、中速和高速三种工况的仿真，仿真结果表明：该横纵向控制算法在轨迹跟踪时的距离偏差小于0.05 m,前轮转角以及横摆角速度变化较为平稳，保证了轨迹跟踪的精度和较好的稳定性，在一定程度上提升了乘员的舒适性。