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2024年第45卷第3期中北大学学报（自然科学版）Vol.45No.32024

（总第215期）JOURNALOFNORTHUNIVERSITYOFCHINA（NATURALSCIENCEEDITION）（SumNo.215）

文章编号：1673-3193（2024）03-0334-06

车辆轨迹模型预测控制器的算法研究

候峙朴，范英，赵敏，代晓文，许晋军，李一帆

（太原科技大学车辆与交通工程学院，山西太原030024）

摘要：为提高无人驾驶汽车行驶控制中的跟踪精度和车辆稳定性，提出了一个改进的模型预测控制器

（MPC）。首先，为解决高速转弯工况下轮胎侧偏刚度的强非线性特性导致的车辆失稳问题，建立了轮胎动

态侧偏刚度估计器进行实时估计；在此基础上，利用改进粒子群算法对现有模型预测控制器的时域参数进行

优化，以提高算法跟踪精度和稳定性；最后，为验证控制器的效果，选取合适的工况进行了联合仿真测试。

结果表明，改进控制器在高速转弯的工况下，跟踪精度误差降为4.9%，横摆角误差降为2.6%，比传统模型

预测控制器分别提高了67.8%和62.3%，比模糊控制算法优化的控制器分别提高了55.8%和58%。

关键词：无人驾驶车辆；轨迹跟踪；侧偏刚度估计；改进的模型预测控制器；粒子群算法

中图分类号：U471.15文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1673-3193.2024.03.011

引用格式：候峙朴，范英，赵敏，等.车辆轨迹模型预测控制器的算法研究［J］.中北大学学报（自然科学

版），2024，45（3）：334-339.

HOUZhipu，FANYing，ZHAOMin，etal.Researchonalgorithmofvehicletrajectorymodelpredictive

controller［J］.JournalofNorthUniversityofChina（NaturalScienceEdition），2024，45（3）：334-339.

ResearchonAlgorithmofVehicleTrajectoryModelPredictive

Controller

HOUZhipu，FANYing，ZHAOMin，DAIXiaowen，XUJinjun，LIYifan

（SchoolofVehicleandTrafficEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China）

Abstract：Animprovedmodelpredictivecontroller（MPC）wasproposedtoimprovethetrackingaccu‑

racyandvehiclestabilityofdriverlessvehicles.Firstly，inordertosolvethevehicleinstabilityproblem

causedbythestrongnonlinearcharacteristicsoftiresidestiffnessunderhigh-speedturningconditions，