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考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制
被引量：
8
1
作者
覃频频
吴锋民
+1 位作者
张顺锋
黄俊明
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第3期1059-1065,共7页
针对智能网联车队行驶过程中车辆跟驰和路径跟踪的横纵向协同控制,建立三自由度车辆动力学模型并将其作为控制系统,基于改进的智能驾驶员模型模型设计分层式纵向控制器;基于预瞄-跟随理论设计横向控制器。考虑车辆纵向、横向运动的耦合...
针对智能网联车队行驶过程中车辆跟驰和路径跟踪的横纵向协同控制,建立三自由度车辆动力学模型并将其作为控制系统,基于改进的智能驾驶员模型模型设计分层式纵向控制器;基于预瞄-跟随理论设计横向控制器。考虑车辆纵向、横向运动的耦合特性,以纵向速度作为横向控制器的状态变量设计横纵向协同控制策略,在CarSim/Simulink仿真平台搭建车队横纵向协同控制器。采用单移线、隧道工况验证控制器的横向、纵向控制性能;考虑道路弯道、坡度和超高等道路几何设计,设置匝道工况验证控制器横纵向协同控制性能并分析道路超高对车辆跟驰和路径跟踪精度及稳定性的影响。结果表明:控制器能实现给定工况下车辆速度与转向的跟踪控制,且具有较高的跟踪精度,良好的跟驰效果和行驶稳定性;对于弯道行驶,设置道路超高能使车辆转向平稳,速度跟随精度高且行车间距增加,有利于提高车队行驶安全性。
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关键词
智能网联汽车
路径跟踪
横纵向协同控制
预瞄-跟随理论
智能驾驶员模型
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职称材料
露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
被引量：
1
2
作者
潘国宇
鲍久圣
+6 位作者
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第10期68-79,共12页
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈...
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。
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关键词
露天矿自卸车
无人驾驶
横
向运动
控制
纵向
速度
控制
横
-
纵向
协同
控制
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职称材料
题名
考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制
被引量：
8
1
作者
覃频频
吴锋民
张顺锋
黄俊明
机构
广西制造系统与先进制造技术重点实验室(广西大学机械工程学院)
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第3期1059-1065,共7页
基金
广西创新驱动发展专项(Guike AA18242033,GuikeAA18242033-6)
广西制造系统与先进制造技术重点实验室项目(19-050-44S003)。
文摘
针对智能网联车队行驶过程中车辆跟驰和路径跟踪的横纵向协同控制,建立三自由度车辆动力学模型并将其作为控制系统,基于改进的智能驾驶员模型模型设计分层式纵向控制器;基于预瞄-跟随理论设计横向控制器。考虑车辆纵向、横向运动的耦合特性,以纵向速度作为横向控制器的状态变量设计横纵向协同控制策略,在CarSim/Simulink仿真平台搭建车队横纵向协同控制器。采用单移线、隧道工况验证控制器的横向、纵向控制性能;考虑道路弯道、坡度和超高等道路几何设计,设置匝道工况验证控制器横纵向协同控制性能并分析道路超高对车辆跟驰和路径跟踪精度及稳定性的影响。结果表明:控制器能实现给定工况下车辆速度与转向的跟踪控制,且具有较高的跟踪精度,良好的跟驰效果和行驶稳定性;对于弯道行驶,设置道路超高能使车辆转向平稳,速度跟随精度高且行车间距增加,有利于提高车队行驶安全性。
关键词
智能网联汽车
路径跟踪
横纵向协同控制
预瞄-跟随理论
智能驾驶员模型
Keywords
intelligent and connected vehicle
path tracking
lateral and longitudinal coordinated control
preview-follower theory
intelligent driver model
分类号
TP273.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP393.15 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
被引量：
1
2
作者
潘国宇
鲍久圣
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
机构
中国矿业大学机电工程学院
徐州徐工重型车辆有限公司
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第10期68-79,共12页
基金
江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2023035)
徐州市重点研发计划资助项目(KC22419)
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。
文摘
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。
关键词
露天矿自卸车
无人驾驶
横
向运动
控制
纵向
速度
控制
横
-
纵向
协同
控制
Keywords
open-pit mine dump truck
unmanned driving
lateral motion control
longitudinal speed control
lateral-longitudinal coordinated control
分类号
TD57 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制
覃频频
吴锋民
张顺锋
黄俊明
《科学技术与工程》
北大核心
2021
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
潘国宇
鲍久圣
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024
1
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