Rastreamento de Trajetória para Veículos Autónomos Multi-eixos Baseado em Regulador Quadrático Linear

Para aumentar a precisão do rastreamento de trajetória para um veículo inteligente acionado por um motor hub de roda multi-eixo, uma estratégia de controle lateral baseada no regulador quadrático linear (LQR) é proposta. Primeiro, um modelo dinâmico de dois graus de liberdade do veículo de quatro rodas e um modelo de erro de rastreamento de trajetória são estabelecidos. Em segundo lugar, um controlador de rastreamento de trajetória que emprega o algoritmo de controle LQR lateral é projetado, enquanto a velocidade longitudinal é controlada usando um controlador PID. Além disso, o controle direto de momento de guinada é incorporado para aumentar a precisão e a estabilidade do controle durante o rastreamento de trajetória. Através de simulações conjuntas no TruckSim e Simulink em condições de baixa e alta velocidade, o algoritmo de controle é avaliado. Os resultados da simulação demonstram que o algoritmo de controle é capaz de conduzir efetivamente experimentos de simulação conjunta sob vários cenários operacionais. Ele segue com precisão o modelo de caminho predefinido, mantendo um desvio de distância de rastreamento de menos de 0,18 m, uma taxa de guinada inferior a 14,5 graus por segundo e um ângulo de desvio lateral de menos de 3 graus. Este algoritmo exibe excelente precisão de rastreamento de trajetória e um nível de estabilidade admirável.