智能车辆横纵向解耦换道轨迹跟踪控制算法研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2026年第1期北京时间：

作者：李胜琴，苗瑞杰，张明瑞

单位：李胜琴,东北林业大学 机电工程学院, 哈尔滨, 150040,苗瑞杰,东北林业大学 机电工程学院, 哈尔滨, 150040,张明瑞,东北林业大学 机电工程学院, 哈尔滨, 150040

摘要：针对城市道路多车道交通场景下智能车辆主动换道工况,单独使用某一种控制算法进行主动换道路径跟踪时,可能导致路径跟踪精度或车辆操纵稳定性变差的问题,本文提出一种横纵向解耦的换道轨迹跟踪控制策略.首先,将轨迹跟踪控制解耦为横向位置跟踪和纵向速度控制;然后,基于离散LQR原理设计前馈加反馈横向控制器,基于双PID原理设计位置与速度纵向控制器,最终实现对规划轨迹的跟踪控制;最后,利用Matlab/Simulink、PreScan和CarSim平台建立联合仿真模型进行仿真实验.结果表明,横纵向解耦的轨迹跟踪控制算法在车辆不同换道工况下,对轨迹的跟踪效果良好,车辆的跟踪控制误差均在规定的约束范围内,且相比于模型预测控制(MPC)具有更小的质心侧偏角和横摆角速度,行驶稳定性与舒适性更佳.

关键词：横纵向解耦;轨迹跟踪控制;离散LQR;双PID控制;智能车辆

基金资助：黑龙江省重点研发计划(JD22A014);中央高校基本科研业务费专项资金(2572021BG01)