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基于模式自動(dòng)切換的自適應(yīng)巡航控制的非線性模型預(yù)測(cè)控制方法

將非線性模型預(yù)測(cè)控制（NMPC）方法應(yīng)用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）和巡航控制系統(tǒng)（CC）的設(shè)計(jì)之中。提出了一種算法，即根據(jù)前方車輛的情況在ACC和CC之間進(jìn)行模式切換。原有的模型都是基于模型預(yù)測(cè)控制器（MPC）方程的算法，根據(jù)所希望的速度和距離，得到參考軌跡的預(yù)測(cè)?；谠心Ｐ偷墓ぷ髂Ｊ睫D(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)了NMPC的模式轉(zhuǎn)換，用于加速踏板和制動(dòng)踏板的開度控制。NMPC的狀態(tài)，只包含跟隨車輛的狀態(tài)，通過增加前車狀態(tài)來進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)ACC和CC中各個(gè)模式的參考軌跡進(jìn)行了研究，包括車輛速度的預(yù)測(cè)、所需的跟蹤距離、所需的巡航速度、車輛之間跟蹤距離的預(yù)測(cè)，以及相對(duì)速度的預(yù)測(cè)。此外，為了通過NMPC來實(shí)現(xiàn)ACC和CC之間的自動(dòng)切換，提出了一種基于變化參考軌跡的算法。所提出的方法是為了避免單獨(dú)設(shè)計(jì)兩個(gè)控制回路，用來調(diào)節(jié)制動(dòng)和加速踏板的開度。此外，跟蹤目標(biāo)的距離也被納入NMPC的設(shè)計(jì)之中，以便在距離和速度追蹤上的控制更加平順。

采集不同交通場(chǎng)景的數(shù)據(jù)，在Matlab/Simulink中建立ACC的仿真模型，通過仿真結(jié)果顯示出所提出方法的可行性。另外，將所提出方法與基于外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)控制器方法相比，在距離和速度跟蹤、制動(dòng)和加速踏板開度的控制上更加平順。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2014年第2期

作者：Payman Shakouri et al

編譯：陳鵬飛