基于前轮转向+转矩分配（AFS+DYC）的系统分析与模型预测控制（MPC）在路径跟踪中的应用
一、引言
随着智能化和自动化技术的发展，车辆稳定性和操控性成为了汽车工业研究的热点。在汽车控制系统
中，前轮转向与转矩分配（AFS+DYC）技术的结合，以及模型预测控制（MPC）的应用，已经成为现
代车辆路径跟踪控制的重要策略。本文将围绕这一技术，探讨其在路径跟踪中的实际应用。
二、技术背景
在现代车辆控制系统中，基于前轮转向（AFS）和直接转矩控制（DYC）的结合，实现了车辆的稳定
性和操控性的优化。通过精确控制车辆的转向和驱动力分配，提高了车辆的动态性能和行驶稳定性。
而模型预测控制（MPC）则是一种先进的控制策略，通过预测模型对系统未来的状态进行预测，并基
于预测结果进行优化控制。
三、系统架构与实施
在本研究中，我们采用了前轮转向+转矩分配（AFS+DYC）的技术结合，以及模型预测控制（MPC）
的方法来实现路径跟踪控制。具体而言，我们使用了 MATLAB 2020b 版本和 carsim2020 进行仿真
实验。
1. 模型预测控制（MPC）的实现
在本研究中，我们实现了两个 MPC 控制器。第一个控制器采用增量式方法编写，通过 s-function
实现。该控制器的输入包括跟踪误差、横摆角误差、侧向速度和横摆角速度，输出量为前轮转角和附
加横摆力矩。该控制器仅考虑横向控制，并通过考虑前后轮的侧偏角软约束来保证侧偏角的稳定。
另一个控制器则基于 Apollo 中的模型，采用 MATLAB function 编写。该控制器不包括侧偏角软
约束，作为对比参考使用。
2. 仿真实验
在仿真实验中，我们使用了 MATLAB 2020b 版本和 carsim2020 进行仿真。实验采用 72km/h 的速
度和 0.85 的附着系数双移线作为范例进行模拟。实验结果表明，基于 AFS+DYC 技术的 MPC 控制器
在路径跟踪中表现出优异的性能。
四、技术细节分析
1. 前轮转向与转矩分配（AFS+DYC）技术
