【摘 要】
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自动驾驶技术是当前世界的研究热点,具有深远的应用前景。而轨迹跟踪控制是自动驾驶的核心技术之一,旨在保证跟踪精确性和行驶稳定性的前提下,使自主车辆能够按照参考轨迹行驶。目前国内外对车辆轨迹跟踪进行了大量的研究,并取得了很多研究成果。但是在低附着系数路面等环境下轨迹跟踪的精确性和稳定性有待提高。本文主要研究内容如下:（1）在车辆轨迹跟踪的研究中,本文首先运用了LQR控制理论进行轨迹跟踪。由于LQR理论
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自动驾驶技术是当前世界的研究热点,具有深远的应用前景。而轨迹跟踪控制是自动驾驶的核心技术之一,旨在保证跟踪精确性和行驶稳定性的前提下,使自主车辆能够按照参考轨迹行驶。目前国内外对车辆轨迹跟踪进行了大量的研究,并取得了很多研究成果。但是在低附着系数路面等环境下轨迹跟踪的精确性和稳定性有待提高。本文主要研究内容如下:（1）在车辆轨迹跟踪的研究中,本文首先运用了LQR控制理论进行轨迹跟踪。由于LQR理论在跟踪期望轨迹过程中会产生稳态偏差,所以设计了前馈LQR控制算法,结果表明提升了轨迹跟踪的精度。（2）为了解决低附着系数路面下轨迹跟踪精度和稳定性较差的问题,本文进一步研究了基于模型预测控制的轨迹跟踪控制,并且分析了路面附着系数对轮胎侧偏特性的影响,从而添加了侧偏角约束,有效改善了车辆在低附着系数路面下轨迹跟踪控制的效果。此外,针对动力学建模的不确定性,运用RBF对模型的不确定性进行补偿,结果表明提高了跟踪精度和稳定性。（3）针对目前轨迹跟踪研究大多设置车辆为定速,且尚未深入研究预测时域和速度对轨迹跟踪控制性能的影响。所以首先分析了速度、预测时域与车辆轨迹跟踪控制性能之间的关系,然后得出相应的车辆速度、预测时域与控制性能之间的映射关系,从而设计了变预测时域的轨迹跟踪控制器。通过试验分析,相比于预测时域取定值,该方法在变速环境下改善了轨迹跟踪的精确性和稳定性。
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