
汽车实用技术 ›› 2026, Vol. 51 ›› Issue (17): 46-51.DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2026.017.007
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袁丽秋,段新月
YUAN Liqiu, DUAN Xinyue
摘要: 针对智能汽车换道轨迹跟踪控制问题,文章提出了一种基于模型预测控制(MPC)的 轨迹跟踪控制策略。首先,建立了车辆二自由度动力学模型,采用状态空间表达式描述车辆 横向运动特性;其次,设计了五次多项式换道轨迹作为期望路径,该轨迹具有曲率和航向角 连续平滑的特性;然后,基于 MPC 算法设计了轨迹跟踪控制器,并离散化处理了二自由度车 辆模型,以横向位置偏差和航向角偏差为状态量,以前轮转角为控制量,构建了包含跟踪误 差和控制增量的代价函数,并引入前轮转角、转角变化率及侧向加速度等约束条件,将最优 控制问题转化为二次规划问题进行求解;最后,采用 MATLAB/Simulink 与 CarSim 联合仿真, 对该控制策略可行性与有效性进行了验证。仿真结果表明,所设计控制器在不同车速工况下 均具有良好的跟踪性能,跟踪精度高,最大横向位移误差控制在 0.045 m 以内,前轮转角变 化平稳