基于滑移的模型预测控制方法用于无人驾驶履带车辆的轨迹跟踪

在履带车辆动力学领域的研究表明，在坚实路面条件下，垂直载荷集中在道路轮下，使得履带车辆的基于滑移的模型可以类似于轮式车辆模型进行设计。本文提出了一种基于滑移的非线性双轨预测模型用于模型预测控制（MPC），其中道路轮下的履带力是通过实施于剪切位移理论的简化程序计算的。该研究包括与运动学预测模型的比较分析，考察了恒速转向和螺旋机动等场景。通过比较所提控制器的仿真结果与从五轮履带车辆平台获得的现场测试数据进行验证，测量包括沥青和稳定路面条件下的数据。结果表明，基于滑移的模型在轨迹跟踪方面表现优越，横向偏差始终低于0.25米，通常情况约为0.02-0.08米的均方根值，具体取决于场景。通过提高计算效率并确保精确导航，该方法为在坚实地形上的履带车辆提供了一种先进的控制解决方案。