论文解读——Review and comparison of path tracking based on model……

《Review and comparison of path tracking based on model predictive control》是期刊《Electronics》在2019年第8卷第10期上刊载的一篇论文。目前期刊《Electronics》的中科院大类分区（工程技术）是4区，小类分区（工程：电子与电气）是4区，2019年影响因子为2.412。

该论文的作者是G Bai、Y Meng、L Liu、W Luo、Q Gu和L Liu，作者单位为北京科技大学（University of Science and Technology Beijing, USTB）。

《Review and comparison of path tracking based on model predictive control》的主要写作目的，是为了澄清由于名称混乱而导致的研究者们对路径跟踪控制中越来越广泛使用的各种模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）产生误解，如线性模型预测控制（Linear Model Predictive Control, LMPC）就存在多种名称。

详见： 白国星，公众号：Path Tracking Letters车辆路径跟踪控制方法系列：LMPC的前世今生

这篇论文的主要研究思路，就是针对同一种移动装备平台，基于常见的四种MPC方法，即线性模型预测控制（LMPC）、线性误差模型预测控制（Linear Error Model PredictiveControl, LEMPC）、非线性模型预测控制（Nonlinear Model Predictive Control, NMPC）和非线性误差模型预测控制（Nonlinear Error Model Predictive Control, NEMPC），设计路径跟踪控制器，接着在相同的仿真环境下，对四种控制器进行比较研究。

根据仿真结果，我们发现LMPC和LEMPC性能相似，这两种控制方法实时性较好，但是当速度较高且参考路径存在大幅度曲率突变时精确性较低，此外，这两种方法对于定位误差的鲁棒性较差。NMPC在速度较高且参考路径存在大幅度曲率突变时精确性较高，对于定位误差的鲁棒性也较好，但是这种控制方法的实时性相对较差。NEMPC的实时性也较差，而且在速度较高且参考路径存在较大幅度曲率突变时精确性也较低。

总而言之，这篇论文首次厘清了目前存在的四种基于MPC的路径跟踪控制器的设计方法，并对这些控制方法进行了初步比较，对于基于MPC的路径跟踪控制具有一定的参考意义。这篇论文尚未解决的问题包括，完成NMPC的稳定性证明与设计并比较四种控制方法稳定性证明与设计的差异，以及在动力学层面下进一步比较这四种控制方法的性能。