无人驾驶方程式赛车横向运动控制研究

来源：济南大学学报·自然科学版杂志2022年第03期北京时间：

作者：张苏才,李刚,王立勇,宿焱

摘要：针对无人驾驶方程式赛车在变速和复杂曲率赛道条件下难以保证横向运动控制精度与行驶稳定性的问题，提出基于纯追踪控制与模型预测控制的横向运动混合控制策略；以赛车纵向车速作为依据，设计控制模式切换逻辑，当赛车处于低速行驶工况时采用纯追踪控制，高速行驶时采用模型预测控制，并使用模糊控制算法设计切换控制器，实现2种算法的平滑切换；使用CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真实验进行验证。结果表明，在变速与复杂曲率赛道条件下，所提出的控制策略能保证无人驾驶方程式赛车横向位置误差小于0.2 m,质心侧偏角小于0.15°,具有较好的跟踪精度与行驶稳定性。

关键词：无人驾驶方程式赛车;行驶稳定性;模型预测控制;纯追踪控制;横向运动控制

基金资助：国家自然科学基金项目(51675257);; 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室资助项目(KF20202223201);; 辽宁省科技攻关计划项目(201706020)