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基于反馈补偿的汇入场景下车辆模型预测控制
1
作者
杜志彬
牛浩然
+2 位作者
王江波
苑寿同
谢辉
《汽车技术》
北大核心
2025年第10期32-40,共9页
针对快速路合流区对智能车辆轨迹跟踪控制的高鲁棒性和高稳定性要求,设计了一种基于KMPC-PID多控制器融合的车辆轨迹跟踪控制算法。该融合预测控制器以模型预测控制(MPC)为基础,将比例-积分-微分(PID)反馈控制作为控制补偿量,并基于真...
针对快速路合流区对智能车辆轨迹跟踪控制的高鲁棒性和高稳定性要求,设计了一种基于KMPC-PID多控制器融合的车辆轨迹跟踪控制算法。该融合预测控制器以模型预测控制(MPC)为基础,将比例-积分-微分(PID)反馈控制作为控制补偿量,并基于真实汇入场景调校控制器参数,使用CARLA软件仿真和硬件在环(HIL)仿真验证控制器的有效性和鲁棒性。结果表明:KMPC-PID控制器在城市快速路汇入场景的各工况下均有较好表现,相较于未设置反馈控制的MPC,CARLA仿真中最大横向绝对偏差下降29.75%,横向平均偏差下降7.14%,最大纵向绝对偏差下降64.24%,纵向平均偏差下降65.56%;在HIL仿真中,虽然横、纵向平均偏差差异较小,但提出的控制器的最大横向绝对偏差下降21.33%,最大纵向绝对偏差下降1.63%。
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关键词
模型
预测
控制
反馈
补偿
智能
车辆
汇入场景
鲁棒性
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职称材料
轨道车辆轮对经济镟策略研究
2
作者
刘伟渭
余玺
+1 位作者
唐爽权
李加伟
《铁道学报》
北大核心
2025年第8期80-90,共11页
针对轨道车辆轮对过修、欠修等不合理问题,提出一种基于实测数据的经济镟策略模型。根据轮对实测数据构建磨耗模型,以镟修阈值、镟修模板、镟修参数上下限为约束,确立62种镟修方案,综合考虑轮对使用寿命与镟修次数,兼顾列车全生命周期...
针对轨道车辆轮对过修、欠修等不合理问题,提出一种基于实测数据的经济镟策略模型。根据轮对实测数据构建磨耗模型,以镟修阈值、镟修模板、镟修参数上下限为约束,确立62种镟修方案,综合考虑轮对使用寿命与镟修次数,兼顾列车全生命周期更长、单位时间运行成本更低为优化目标,提出单轮和整车镟修策略,以及跟踪验证。结果表明,轮径磨耗速率与轮径、轮缘厚度和轮缘高度无相关性,轮缘高度、磨耗速率与轮缘厚度具有相关性,qR值(反应踏面凹磨或偏磨)、磨耗速率与轮径、轮缘厚度具有相关性;单轮和整车最佳镟修方案均为轮缘高镟修阈值27 mm,轮缘高恢复值30 mm。相较于当前镟修模式,全生命周期剩余寿命延长约30%,月经济成本降低约7%,比上个镟修周期延长11个月。由于轮对的相似性,该模型可推广应用于高速列车、货车、机车等轨道车辆的轮对智能运维。
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关键词
轨道
车辆
镟修
策略
智能
运维
寿命
预测
轮对
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职称材料
基于策略梯度的智能车辆模型预测运动控制算法
被引量:
3
3
作者
孙浩
陈泽宇
+1 位作者
吴思凡
潘峰
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2021年第12期10-15,共6页
针对目前智能车辆模型预测运动控制算法在线求解效率低,以及线性参考模型引起的跟踪精度下降问题,提出一种基于策略梯度的模型预测控制算法。首先,建立车辆运动控制的非仿射非线性参考模型,并将模型预测运动控制转化为最优化问题;其次,...
针对目前智能车辆模型预测运动控制算法在线求解效率低,以及线性参考模型引起的跟踪精度下降问题,提出一种基于策略梯度的模型预测控制算法。首先,建立车辆运动控制的非仿射非线性参考模型,并将模型预测运动控制转化为最优化问题;其次,提出一种基于模型的策略梯度求解方法,通过离线求解、在线应用的方式提高模型预测控制问题的求解效率;最后,搭建策略网络的训练及测试环境,完成网络设计及训练。与传统算法的仿真对比表明,在大曲率轨迹跟踪工况下,所提出算法的跟踪误差由152 mm下降到1.99 mm,单步求解耗时由15.72 ms下降到0.405 ms,在提高跟踪精度的同时也提高了求解效率。
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关键词
智能
车辆
运动控制
策略
梯度
模型
预测
控制
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职称材料
考虑误差校正的智能车辆路径跟踪鲁棒预测控制
被引量:
15
4
作者
张亮修
张铁柱
吴光强
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期20-27,共8页
为进一步增强高速智能车辆路径跟踪预测控制的鲁棒性和实时性,研究了一种考虑误差反馈校正机制的路径跟踪预测控制方法。考虑车辆纵向、侧向和横摆运动建立三自由度弱非线性车辆模型,以泰勒公式展开实现控制模型的线性时变一阶近似,引...
为进一步增强高速智能车辆路径跟踪预测控制的鲁棒性和实时性,研究了一种考虑误差反馈校正机制的路径跟踪预测控制方法。考虑车辆纵向、侧向和横摆运动建立三自由度弱非线性车辆模型,以泰勒公式展开实现控制模型的线性时变一阶近似,引入预测状态变量构建路径跟踪预测优化问题。针对车辆参数偏差、系统时变和外界干扰等不确定性因素导致的建模失配,定义系统实际状态值与预测值之间的误差,得到带有反馈校正项的预测输出模型,通过误差反馈校正机制增强路径跟踪控制系统的鲁棒性。将路径跟踪预测优化问题推导转化为带约束的二次规划问题,并通过数值解法实现路径跟踪鲁棒预测控制律的滚动优化求解。结果表明:误差反馈校正机制可以有效改善路径跟踪预测控制算法因整车质量和横摆转动惯量变化导致的低鲁棒性问题,能够实现智能车辆高速行驶工况下的路径跟踪功能,且具备良好的实时性。
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关键词
智能
车辆
路径跟踪
预测
控制
鲁棒性
误差
反馈
校正
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职称材料
交通流研究最近进展概述
被引量:
5
5
作者
汪秉宏
《复杂系统与复杂性科学》
EI
CSCD
2010年第4期65-73,共9页
介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新...
介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新一代智能车辆应用于多通道选择的各种预测反馈策略的提出和三相交通流理论研究及新的交通流模型的提出。
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关键词
大城市交通拥堵瓶颈问题
智能车辆的预测反馈策略
三相交通流理论
交通网络的输运优化
交通流模型
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职称材料
题名
基于反馈补偿的汇入场景下车辆模型预测控制
1
作者
杜志彬
牛浩然
王江波
苑寿同
谢辉
机构
天津大学机械工程学院
中汽智联技术有限公司
大连理工大学建设工程学院
出处
《汽车技术》
北大核心
2025年第10期32-40,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB2502904)
天津市科技计划项目(21ZXJBGX00030)。
文摘
针对快速路合流区对智能车辆轨迹跟踪控制的高鲁棒性和高稳定性要求,设计了一种基于KMPC-PID多控制器融合的车辆轨迹跟踪控制算法。该融合预测控制器以模型预测控制(MPC)为基础,将比例-积分-微分(PID)反馈控制作为控制补偿量,并基于真实汇入场景调校控制器参数,使用CARLA软件仿真和硬件在环(HIL)仿真验证控制器的有效性和鲁棒性。结果表明:KMPC-PID控制器在城市快速路汇入场景的各工况下均有较好表现,相较于未设置反馈控制的MPC,CARLA仿真中最大横向绝对偏差下降29.75%,横向平均偏差下降7.14%,最大纵向绝对偏差下降64.24%,纵向平均偏差下降65.56%;在HIL仿真中,虽然横、纵向平均偏差差异较小,但提出的控制器的最大横向绝对偏差下降21.33%,最大纵向绝对偏差下降1.63%。
关键词
模型
预测
控制
反馈
补偿
智能
车辆
汇入场景
鲁棒性
Keywords
Model Predict Control(MPC)
Feedback compensation
Intelligent vehicle
Merging scenarios
Robustness
分类号
U462.1 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
轨道车辆轮对经济镟策略研究
2
作者
刘伟渭
余玺
唐爽权
李加伟
机构
西南交通大学机械工程学院
出处
《铁道学报》
北大核心
2025年第8期80-90,共11页
基金
四川省科技计划(2023YFN0079)。
文摘
针对轨道车辆轮对过修、欠修等不合理问题,提出一种基于实测数据的经济镟策略模型。根据轮对实测数据构建磨耗模型,以镟修阈值、镟修模板、镟修参数上下限为约束,确立62种镟修方案,综合考虑轮对使用寿命与镟修次数,兼顾列车全生命周期更长、单位时间运行成本更低为优化目标,提出单轮和整车镟修策略,以及跟踪验证。结果表明,轮径磨耗速率与轮径、轮缘厚度和轮缘高度无相关性,轮缘高度、磨耗速率与轮缘厚度具有相关性,qR值(反应踏面凹磨或偏磨)、磨耗速率与轮径、轮缘厚度具有相关性;单轮和整车最佳镟修方案均为轮缘高镟修阈值27 mm,轮缘高恢复值30 mm。相较于当前镟修模式,全生命周期剩余寿命延长约30%,月经济成本降低约7%,比上个镟修周期延长11个月。由于轮对的相似性,该模型可推广应用于高速列车、货车、机车等轨道车辆的轮对智能运维。
关键词
轨道
车辆
镟修
策略
智能
运维
寿命
预测
轮对
Keywords
rail vehicles
turning strategy
intelligent operation and maintenance
life prediction
wheelset
分类号
U260.11 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于策略梯度的智能车辆模型预测运动控制算法
被引量:
3
3
作者
孙浩
陈泽宇
吴思凡
潘峰
机构
北京联合大学
北京联合大学机器人学院
清华大学
出处
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2021年第12期10-15,共6页
基金
国家自然科学基金面上项目(52072213)
北京市教育委员会科技一般项目(KM202011417009)
汽车安全与节能国家重点实验室开放基金课题(KF2012)。
文摘
针对目前智能车辆模型预测运动控制算法在线求解效率低,以及线性参考模型引起的跟踪精度下降问题,提出一种基于策略梯度的模型预测控制算法。首先,建立车辆运动控制的非仿射非线性参考模型,并将模型预测运动控制转化为最优化问题;其次,提出一种基于模型的策略梯度求解方法,通过离线求解、在线应用的方式提高模型预测控制问题的求解效率;最后,搭建策略网络的训练及测试环境,完成网络设计及训练。与传统算法的仿真对比表明,在大曲率轨迹跟踪工况下,所提出算法的跟踪误差由152 mm下降到1.99 mm,单步求解耗时由15.72 ms下降到0.405 ms,在提高跟踪精度的同时也提高了求解效率。
关键词
智能
车辆
运动控制
策略
梯度
模型
预测
控制
Keywords
Intelligent vehicle
Motion control
Policy gradient
Model predictive control
分类号
U461.99 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
考虑误差校正的智能车辆路径跟踪鲁棒预测控制
被引量:
15
4
作者
张亮修
张铁柱
吴光强
机构
山东理工大学交通与车辆工程学院
同济大学汽车学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期20-27,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFB0100905)
国家自然科学基金资助项目(51875327)
山东理工大学博士后流动站资助项目(4041/518019)
文摘
为进一步增强高速智能车辆路径跟踪预测控制的鲁棒性和实时性,研究了一种考虑误差反馈校正机制的路径跟踪预测控制方法。考虑车辆纵向、侧向和横摆运动建立三自由度弱非线性车辆模型,以泰勒公式展开实现控制模型的线性时变一阶近似,引入预测状态变量构建路径跟踪预测优化问题。针对车辆参数偏差、系统时变和外界干扰等不确定性因素导致的建模失配,定义系统实际状态值与预测值之间的误差,得到带有反馈校正项的预测输出模型,通过误差反馈校正机制增强路径跟踪控制系统的鲁棒性。将路径跟踪预测优化问题推导转化为带约束的二次规划问题,并通过数值解法实现路径跟踪鲁棒预测控制律的滚动优化求解。结果表明:误差反馈校正机制可以有效改善路径跟踪预测控制算法因整车质量和横摆转动惯量变化导致的低鲁棒性问题,能够实现智能车辆高速行驶工况下的路径跟踪功能,且具备良好的实时性。
关键词
智能
车辆
路径跟踪
预测
控制
鲁棒性
误差
反馈
校正
Keywords
autonomous vehicle
path tracking
predictive control
robustness
error feedback correction
分类号
U242.6 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
交通流研究最近进展概述
被引量:
5
5
作者
汪秉宏
机构
中国科学技术大学近代物理系
上海理工大学复杂系统科学研究中心
上海系统科学研究院复杂适应系统研究所
出处
《复杂系统与复杂性科学》
EI
CSCD
2010年第4期65-73,共9页
基金
国家重点基础研究计划973项目(2006CB705500)
国家自然科学基金(10635040
+2 种基金
10975126
91024026)
高校博士点基金(20093402110032)
文摘
介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新一代智能车辆应用于多通道选择的各种预测反馈策略的提出和三相交通流理论研究及新的交通流模型的提出。
关键词
大城市交通拥堵瓶颈问题
智能车辆的预测反馈策略
三相交通流理论
交通网络的输运优化
交通流模型
Keywords
the conjestion and bottleneck problems for the transportation in the big cities
the prediction feedback strategy to choose the pathway for Intelligent vehicles
three phase traffic flow theory
the transportation optimization for traffic netwo
分类号
U491.1 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于反馈补偿的汇入场景下车辆模型预测控制
杜志彬
牛浩然
王江波
苑寿同
谢辉
《汽车技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
轨道车辆轮对经济镟策略研究
刘伟渭
余玺
唐爽权
李加伟
《铁道学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
基于策略梯度的智能车辆模型预测运动控制算法
孙浩
陈泽宇
吴思凡
潘峰
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2021
3
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职称材料
4
考虑误差校正的智能车辆路径跟踪鲁棒预测控制
张亮修
张铁柱
吴光强
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
交通流研究最近进展概述
汪秉宏
《复杂系统与复杂性科学》
EI
CSCD
2010
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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