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题名基于模糊MPC的无人矿卡横向控制
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作者
宗健壮
吴光强
毛礼波
桂雨晖
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机构
同济大学汽车学院
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出处
《汽车安全与节能学报》
2025年第4期598-609,共12页
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基金
特种车辆智能驾驶联合实验室横纵向控制算法开发项目(17002370097)。
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文摘
为了应对转向迟滞,提高无人矿卡横向控制的精度,提出了一种基于模糊模型预测控制(FMPC)的无人矿卡横向控制算法。建立车辆动力学模型和跟踪误差模型,设计基于动态预瞄时间的车辆状态预测方法,根据预瞄后的车辆状态计算跟踪误差。进一步,通过结合模糊控制,设计了基于横向误差与航向角误差自适应调节权重矩阵的模型预测控制(MPC)控制器。利用硬件在环仿真实验与实车实验验证所提算法的有效性。结果表明:硬件在环仿真实验中,FMPC算法的最大横向误差相较于纯追踪(Pure Pursuit)算法减少了43.0%;实车实验中,空载上山和重载泊入停车场2种工况下,FMPC算法相较于Pure Pursuit算法,最大横向误差分别减少了50.1%和17.6%。FMPC算法控制效果优于Pure Pursuit算法,显著提升了无人矿卡横向控制的精度。
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关键词
无人矿卡
横向控制
转向迟滞
动态预瞄
模糊模型预测控制(FMPC)
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Keywords
unmanned mining trucks
lateral control
steering lag
dynamic preview
fuzzy model predictive control(FMPC)
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分类号
U461.6
[交通运输工程]
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题名基于四轮转向无人驾驶汽车的轨迹跟踪稳定性控制研究
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作者
陈鹏宇
孙有平
李旺珍
营江澎
李松蔚
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机构
广西科技大学机械与汽车工程学院
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出处
《现代制造工程》
2025年第8期48-62,共15页
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基金
广西重点研发计划项目(桂科AB23026104)
柳州市科技计划项目(2023PRJ0102)
广西汽车零部件与整车技术重点实验室自主研究课题项目(2023GKLACVTKF05)。
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文摘
为了解决传统模型预测控制算法在智能汽车轨迹跟踪上的局限性并提高自动驾驶过程中轨迹跟踪的精确性和汽车的横向稳定性,提出了一种基于权重系数自适应模糊调节并结合前轮转角补偿与后轮主动转向控制的模型预测控制轨迹跟踪策略。首先,将整体控制结构分为上下2层:上层为轨迹跟踪控制层,利用模型预测控制算法得出汽车的理想前轮转角;下层采用自适应滑模控制理论设计前轮转角补偿器和后轮主动转向控制器,得出汽车的附加前轮转角和后轮转角,由此实现四轮转向轨迹跟踪控制。其次,针对固定权重系数的模型预测控制对于车速和路面附着系数变化适应性较差的问题,提出了一种基于模糊预测控制的权重系数自适应调节策略。最后,通过Simulink软件与CarSim软件,在不同车速和不同路面附着系数的试验条件下将该策略与传统模型预测控制算法进行比较,仿真结果表明:车速对传统模型预测控制算法的轨迹跟踪有较大程度的影响,而对改进后的算法影响较小,尤其当车速较高且路面附着系数较低时,改进后的算法使轨迹误差更小,同时能保证汽车安全、稳定的行驶。
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关键词
四轮转向
轨迹跟踪
模糊模型预测控制
前轮转角补偿与后轮主动转向控制
横向稳定性
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Keywords
four-wheel steering
trajectory tracking
fuzzy Model Predictive Control(MPC)
front-wheel rotation compensation and rear-wheel active steering control
lateral stability
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分类号
U461.6
[交通运输工程]
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