使用LQR控制器设计ACC(1)

在(1)中,介绍我们在LQR基础上对车辆动力学的state space 控制方程做出修改的理论基础:

已知:
使用LQR控制器设计ACC(1)
令:
使用LQR控制器设计ACC(1)

则:
使用LQR控制器设计ACC(1)
 这里的A’ 和 B‘ 都被重新写为以下新的A,B matrix.
使用LQR控制器设计ACC(1)
对应到ACC中,我们用最简单的车辆动力学模型和ttc 距离控制公式:
使用LQR控制器设计ACC(1)
以及本车真实的加速度和期望加速度之间还存在一个差值:

使用LQR控制器设计ACC(1)
距离误差,相对速度和速度加速度关系如下:
使用LQR控制器设计ACC(1)
状态空间写成如下:
使用LQR控制器设计ACC(1)
使用LQR控制器设计ACC(1)
这里就是三自由度的state space 控制方程,通过使用LQR进行求解,获得最优控制。