基于前馈和多输入模糊LQR的路径跟踪控制研究

针对智能车路径跟踪控制问题,提出了一种基于前馈和多输入模糊LQR路径跟踪控制器。首先,建立了车辆二自由度动力学模型,构建了二自由度路径跟踪误差模型,设计了LQR控制器和前馈控制器。然后,针对传统LQR控制器对多变行驶工况适应性较差的问题,设计了一种以智能车行驶速度、道路曲率和路径跟踪的横向误差作为输入的模糊控制规则,对LQR控制器的权重进行调节。最后,使用AGV线控底盘进行实验,对该控制器进行了验证。结果表明,对于连续变道工况和双移线工况,设计的控制器能够较好地对目标路径进行跟踪。     

一种新的智能小车控制策略

传统寻迹智能小车的研究局限于设定好的路径,为了提升其自主性,提出了一种新的智能小车控制策略,融合了姿态调整算法以及避障算法,并结合模糊规则库实现了转向角与速度的协调.通过曲线拟合验证了转向角与转弯半径的关系,运用坐标变换思想大大简化了智能车位置以及圆弧切点的计算,同时,由于姿态调整算法的引入,避免了大角度转弯造成的减速运行,提高了智能车的平均速度.最后通过仿真和实验证明了算法及其控制策略的有效性.     

汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

基于道路边界约束的车辆横纵向控制

为提高自动驾驶车辆对不同道路的适应性和跟踪稳定性,提出一种基于道路边界约束和双比例-积分-微分(PID)的横纵向轨迹跟踪方法.基于道路边界约束,求出使车辆安全行驶的转向曲率,结合二自由度动力学模型计算安全行驶转向角.该方法计算简单,且最远预瞄点由道路的宽度及曲率信息自主确定.通过仿真试验,制作车辆加速度、速度、油门和刹车的标定关系表,并基于标定表设计双PID速度跟踪控制器.最后通过Carsim-Simulink联合仿真,证明横纵向控制器可以安全地行驶在道路范围内,并有良好的跟踪精度和稳定性.     

无人驾驶车辆在复杂路况下的路径跟踪控制

研究了无人驾驶车辆在复杂路况下的路径跟踪控制问题.相对于单一路况而言,路面坡度、侧倾度、路面摩擦系数都在变化的复杂路况更为实际,然而其带来的控制问题也更为复杂.针对可变路况,提出了适应范围较广的车辆建模方法,用一个侧向恒值干扰项来表示路面侧倾、侧风等的干扰.提出了路径跟踪性能指标,针对该指标设计了切换控制算法,用于处理侧向恒值干扰带来的影响.仿真结果表明:该控制算法能有效地抑制无人驾驶车辆在行驶过程中受到的各种侧向干扰,在实现对目标路径跟踪控制的同时提高了驾驶安全性.     

参数不确定和扰动下智能汽车路径跟踪控制

针对智能汽车在路径跟踪过程中因模型参数不确定性、外部干扰、系统状态时变性非线性等导致跟踪精度较低、鲁棒性较差的问题,设计基于鲁棒预测控制（RMPC）的路径跟踪控制方法.考虑轮胎的非线性特性,对轮胎侧偏刚度进行修正.考虑纵向车速时变性,利用有限个多胞体顶点描述车辆纵向车速,建立离散的车辆多胞不确定模型.根据Lyapunov渐进稳定性和无穷时域二次型性能指标,采用带松弛变量的线性矩阵不等式（LMI）,求解优化问题.利用改进后的离线鲁棒预测控制算法,提高了控制器的实时性并降低了保守性.通过SimulinkCarsim联合仿真和硬件在环试验,验证了控制器的有效性.仿真结果表明,所设计的控制器具有较好的跟踪精度和鲁棒性.     

智能微电网控制策略浅析

随着新能源的发展,智能微电网也成了研究热点.首先介绍了微电网概念提出的背景,及其基本结构和应用.而后对于微电网常见的控制策略进行了分析总结.     

复杂环境中移动机器人的一种避障策略

提出了机器人在复杂环境中寻找到达目标点最优轨迹的一种避障策略.首先,从3个方面考虑,提出了机器人的运动函数.第一,机器人运动必须在指定区域内;第二,机器人能够动态避障并到达目标位置;第三,机器人运动路径保证最短.其次,给出了机器人路径优化设置的条件:个体适配值、路径再优化和运动策略突变.最后,通过仿真实验,证明了所提出的方法是可行的.     

基于避障切换控制的移动机器人路径规划

移动机器人能够感知周围的环境,并能够实时的规划路径到达目标点,其中避碍问题是研究的热点。设计了一种在没有详细的环境信息的情况下,移动机器人避障过程中路径规划转换的控制方案,该方案机器人可以根据运动跟踪模式、避障模式及机器人状态选择逐渐逼近目标点,在尽可能出现的任何形状障碍物情况下用Matlab软件仿真实验。 实验结果表明,提出的自适应路径规划控制方案的有效性。     

无人驾驶汽车路径跟踪模糊预测控制

针对智能车自动驾驶中对预期轨迹跟踪能力较差的现状,设计了基于横向位置和横摆角预测误差的预测控制方法.控制器的设计中采用了一种基于运动学原理的汽车运动状态预测模型,用于在线计算汽车的横向位置预测误差以及横摆角的预测误差,在此基础上建立了基于预测误差的反馈模糊逻辑控制器,达到了控制汽车沿着目标轨迹行驶的目的.仿真结果表明:...     

不确定性复杂系统的智能融合控制策略

针对不确定性复杂系统导致的难以精确建立数学模型与实施有效控制的问题,提出了一种基于智能融合的控制策略。分析了控制中存在的问题和复杂系统表现出的控制论特性,对比指出了单一控制策略的不足,讨论了智能融合控制策略的优势,构造了控制模型,给出了基于智能融合的工程控制算法。最后以某复杂工业控制对象为例进行了仿真实验。结果表明:系统的动、静态响应显示控制精度高,鲁棒性好。     

水工弧形闸门振动的智能半主动控制

弧形闸门是水利工程中广泛应用的一种闸门形式，设计弧形闸门要解决的关键问题之一是闸门的流激振动？基于MR智能阻尼器修正的Bingham模型，采用Matlab对水工弧形闸门的流激振动进行仿真分析。计算结果表明，采用MR智能阻尼器能有效的抑制闸门的振动反应。     

基于车速依赖静态输出反馈的自主汽车路径跟踪控制

本文设计了一种新的基于静态输出反馈的增益调度控制器,可使自主汽车在车速时变且状态不全可测的情况下,完成路径跟踪并保证车身的横向稳定性.为了描述时变纵向速度对汽车动力学特性的影响,首先建立了一个包含跟踪特性及横向动力学特性的速度依赖多胞体汽车模型,同时,为减少控制器设计保守性,考虑时变参数之间非独立变化关系,采用了梯形多...     

移动机器人路径规划仿真平台设计

路径规划问题是智能机器人研究的关键问题之一。笔者开发了一个智能机器人路径规划的仿真平台,该系统可用作机器人离线路径规划研究。系统的路径规划器首先将障碍物体变换到位姿空间中,再在位姿空间中进行路径搜索,根据指定的机器人起始位置及目标位置产生准优化路径。主要应用时变势场法、遗传算法、栅格法3种规划算法对机器人行走路线进行了模拟。同时,提出了一个有效的引入遗传算法的（FNA）算法,并给出了仿真结果。     

跟踪系统的分段多模控制策略

本文运用优化设计理论,控制推理判断,速度正反馈高阶补偿等思想,提出一种新的计算机分段多模控制策略,按偏差角|θ_e|的大小分区采用不同的控制算法,大偏差角掉转时采用最少拍控制,小偏差角时采用优化设计的PID挂制。当系统接近稳态值时,在优化设计PID控制的基础上引入速度正反馈.仿真结果证明:分段多模控制具有高精度,快速跟随的特点.     

基于智能PD型迭代学习控制的清扫车路径跟踪控制

针对清扫车在园区固定路段的周期重复性工作特点,提出采用智能PD型迭代学习控制方法的清扫车路径跟踪控制问题.首先,将非线性控制系统转化为紧格式局部线性化数据模型,设计针对清扫车运动学模型的参数更新率,并基于投影算法对未知的梯度参数进行估计,此外,引入迭代差分估计算法,用于估计路面颠簸、车身垃圾重量不断变化等带来的未知扰动...     

复杂环境下运动摄像机稳定跟踪运动目标算法

在复杂环境中,运动摄像机跟踪运动目标是一项相当困难的工作。在基于目标颜色特征的Mean Shift跟踪算法中,引入感兴趣区域（ROI,Region of Interest）,减少背景干扰及降低计算消耗。提出基于目标强度和目标面积的目标危机判别函数,对强干扰、遮挡情况进行识别;采用直方图维数和量化等级数自适应选取策略解决强干扰,采用子区域搜索选优策略解决目标遮挡和重新捕获的问题。为使被跟踪目标锁定在摄像机视野中央区域,采用基于速度调节的闭环控制模型,驱动PTZ摄像机,跟踪运动目标。实验结果表明,算法对背景干扰和遮挡具有较强的适应性,摄像机可以平滑稳健地跟踪快速运动目标,而且系统计算代价小,完全达到了实时的运行速度。     

基于综合集成与智能优化的复杂运输调度系统

探讨了一种解决复杂运输调度问题的新方案.首先从现实需求和案例分析出发,阐述了复杂运输调度问题具有的异构信息集成、多约束、模型动态时交、环境不确定等特征.在目前常用的几类相关方法(包括精确算法、传统启发式算法等)的基础上,指出了采用单一技术和方法在解决实际运输调度问题中的不足.提出了一种基于综合集成和智能优化的决策支持框架.强调人机结合的多层次定性定量分析方法,建立了一种层次化的决策模式和结构化的约束处理和求解机制.在集成多种使能技术的基础上,为供应链管理中的运输调度问题提供了新的求解方案.     

全时四轮驱动汽车驱动轮牵引力综合控制策略

提出了全时四轮驱动汽车驱动轮牵引力综合控制策略。建立了全时四轮驱动汽车驱动动力学模型,应用MATLAB/Simulink设计了驱动轮牵引力控制软件在环仿真系统,并对四轮驱动越野汽车特种工况进行了软件在环仿真模拟。仿真结果表明:设计的控制策略可有效消除驱动轮过度滑转现象,明显改善车辆在对接路面和单轮在低附着系数路面上的牵引性能。