基于时变模型预测控制的一体式无人汽车换道控制方法

摘要

本发明公开了一种基于时变模型预测控制的一体式无人汽车换道控制方法，包括：搭建汽车动力学模型和运动学模型，UniTire轮胎模型；设计预测模型和系统约束；将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化问题，设计代价函数，并实现服从于预测模型和系统约束的控制问题描述；求解控制问题，得到最优开环控制序列，选取其第一组元素应用于待控制的无人驾驶汽车，实现自主换道控制。本发明将速度规划、路径规划和跟踪控制整合为一个优化控制问题，能够实现动态交通环境中的换道控制，提高无人汽车在极限工况下的控制性能，此外，采用雅克比矩阵对非线性预测模型进行连续线性化处理，设计了基于时变模型的MPC控制器以提高系统的实时性。