基于LQR最优控制算法的轨迹跟踪控制及其在四自由度车辆动力学模型中的应用

简介：
本研究采用线性二次型调节器（LQR）方法优化四自由度车辆的动力学模型，实现精确的轨迹跟踪控制，提升车辆行驶稳定性和操控性能。 基于LQR最优控制算法实现的轨迹跟踪控制方法利用了车辆质心侧偏角、横摆角速度、横向误差及航向误差这四个自由度的动力学模型作为基础进行设计。通过优化航向与横向误差，该方法能够实时计算出最佳K值，并据此确定期望前轮转角以完成轨迹追踪任务。仿真测试显示此控制策略表现优异。 LQR最优控制算法是线性二次型调节器的简称，它是一种用于最小化系统误差和输入量的设计控制器的方法，在众多控制系统设计中得到广泛应用。轨迹跟踪控制则指的是通过调整车辆或机器人的动力学特性来确保其沿着预设路径行驶的技术手段，广泛应用于自动驾驶汽车、机器人导航以及航空航天行业等领域之中。 在该研究工作中，利用上述模型与算法实现了有效的车辆轨迹追踪，并且提供了相关文献供进一步学习参考。