智能汽车非稳态纵向跟车行为滚动时域控制

摘要

为提升智能汽车非稳态纵向跟车性能并避免与前车发生碰撞,研究一种针对非稳态跟车行为的滚动时域控制方法.建立考虑动态延迟的自车运动学模型,并以车距误差、车速误差和自车加速度组成的误差向量为状态变量设计自车与前车纵向运动学关系模型.分析智能汽车非稳态跟车过程,并以解析形式给出非稳态跟车的可行性初始条件.基于跟车误差向量构建包含稳态车距、避免碰撞和加速度限值的非稳态跟车行为最优控制问题,并将其推导为包含误差向量初值参数、二次型目标函数、不等式约束和等式约束的二次规划问题,然后通过一系列有限时域内带约束的滚动优化问题得到非稳态跟车行为状态反馈控制律.结果表明,所设计的非稳态跟车控制方法能够有效控制自车速度和加速度,快速收敛至指定车距实现稳态跟车.