基于车辆编队反馈控制器优化研究

来源：电子测量技术杂志2025年第12期北京时间：

作者：赵晓鹏，王国权，安先龙，冯英杰

单位：1.北京信息科技大学机电工程学院 北京 100192;2.中机科(北京)车辆检测工程研究院有限公司 北京 102100

摘要：针对车辆编队控制中传统的控制策略难以同时满足系统鲁棒性和高精度跟踪的要求，尤其是在面对外部扰动和模型不确定性时，这一问题更加突出。本文提出了一种基于线性反馈控制与车辆运动状态估计相结合的融合算法（LFC-MSE），以提高跟随车速度和角速度的精确性，进而减小外部扰动和通信延迟带来的不利影响。通过反馈线性化部分将车辆编队这种非线性系统转化为线性系统去求解，设计出车辆编队系统的控制器，在通信延时方面，对车辆的运动状态进行估计，提高整个系统的响应速度和控制精度。最后在CarSim-Simulink的联合仿真环境中，搭建车辆编队的动力学模型、参数模型和控制模型，对论文的LFC-MSE算法进行仿真验证。仿真结果表明，在该算法控制下跟随车辆相较于领航车辆横向误差在0.5 m内、纵向轨迹误差在1.5 m之内，而且LFC-MSE控制方案在保持编队稳定性、响应速度及减少能耗方面表现更优。

关键词：车辆编队;领航跟随者法;反馈线性化控制;控制器设计;LFC-MSE算法