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考虑时变参数的自适应LQR智能车辆路径跟踪控制方法
1
作者 张亚娟 冯灵霞 李国斌 《计算机科学》 北大核心 2025年第10期308-316,共9页
为解决智能车辆循迹过程中,轮胎侧偏刚度摄动引发模型不确定导致的车辆循迹精度及稳定性下降的问题,提出了一种考虑轮胎侧偏刚度时变特性的智能车辆循迹控制方法。首先,基于改进的集员滤波算法及双轨动力学模型建立轮胎侧向力估计器,利... 为解决智能车辆循迹过程中,轮胎侧偏刚度摄动引发模型不确定导致的车辆循迹精度及稳定性下降的问题,提出了一种考虑轮胎侧偏刚度时变特性的智能车辆循迹控制方法。首先,基于改进的集员滤波算法及双轨动力学模型建立轮胎侧向力估计器,利用轮胎侧向力模型计算值与估计值之差设计轮胎侧偏刚度自适应更新规则;其次,将实时更新的轮胎侧偏刚度用于求解实时最优前轮转角,进而提出一种轮胎侧偏刚度自适应的ALQR智能车辆循迹控制器。CarSim与Simulink联合仿真和硬件在环仿真实验结果表明:ALQR控制器在高、低路面附着系数条件下较LQR(Linear Quadratic Regulator)跟踪精度平均提高65.867%,尤其在低附路面,LQR控制器忽略了轮胎刚度变化引发的循迹性能显著下降的问题,而ALQR控制器可通过实时更新的轮胎侧偏刚度实时求解最优前轮转角,保证了车辆循迹精度与稳定性。提出的考虑轮胎实时侧偏刚度的智能车辆循迹ALQR控制方法具有良好的适用性与实时性,对智能车辆控制系统设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 智能车辆 路径跟踪控制 侧向力估计 轮胎侧偏刚度 LQR 硬件在环
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基于BLF的浅水效应下无人船自适应路径跟踪控制 被引量：2
2
作者 郭强 王嘉琪 +1 位作者 张显库 马道成 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期263-271,共9页
[目的]旨在解决无人船于浅水域路径跟踪控制中面临的路径依赖约束问题。[方法]基于精确安全需求设立航行过程中的性能与可行性约束条件。针对控制器对路径参数的依赖问题和收敛需求,结合障碍李雅普诺夫函数(BLF)及固定时间收敛策略,设... [目的]旨在解决无人船于浅水域路径跟踪控制中面临的路径依赖约束问题。[方法]基于精确安全需求设立航行过程中的性能与可行性约束条件。针对控制器对路径参数的依赖问题和收敛需求,结合障碍李雅普诺夫函数(BLF)及固定时间收敛策略,设计一种依赖于路径参数、能够在固定时间内收敛的控制器,采用径向基神经网络(RBFNN)和自适应鲁棒项处理非线性项与环境干扰。通过“大智”号智能无人船模型模拟浅水效应环境进行仿真验证。[结果]结果显示,在不违反约束要求的前提下,路径跟踪误差能够快速收敛到预定区域,在收敛速度和精度上优于无约束的情况,证明了控制器的有效性和鲁棒性。[结论]所提控制策略在解决船舶路径依赖约束问题上,能够确保固定时间内实现精确的路径跟踪,具有理论和实际应用价值。未来可进一步优化以适应更复杂的水域环境和更高精度的路径跟踪任务。 展开更多
关键词 无人船 导航 路径规划 目标跟踪 路径跟踪控制 约束优化 输出约束控制 浅水效应
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基于WOA-LQR的智能车辆路径跟踪控制
3
作者 张闯 赵奉奎 +1 位作者 张涌 张伟 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第3期352-362,共11页
针对无人驾驶车辆在特殊行驶工况(冰雪路面、雨天路面、高速换道)下路径跟踪控制精度差的问题,本文设计了一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的LQR控制器(WOA-LQR).首先,基于二自由度车辆动力学模型建立跟踪误差模... 针对无人驾驶车辆在特殊行驶工况(冰雪路面、雨天路面、高速换道)下路径跟踪控制精度差的问题,本文设计了一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的LQR控制器(WOA-LQR).首先,基于二自由度车辆动力学模型建立跟踪误差模型,以此为基础设计离散LQR控制器,并采用前馈控制消除由于系统简化带来的误差.同时,为解决固定权重系数下的LQR控制器对特殊行驶工况适应性差导致跟踪精度低、车辆失稳的问题,在以横向误差、航向角误差作为评价指标的基础上,考虑车辆侧向加速度和前轮转角对车辆维持稳定的影响,并对评价指标设定相应的权重系数,设计了目标值最小的适应度函数,提出一种基于鲸鱼算法优化的LQR自适应权重系数调节策略.最后,通过Carsim/Simulink联合仿真对WOA-LQR控制器在不同工况下进行路径跟踪仿真实验.结果表明:本文提出的控制策略在复杂行驶工况下有着良好的跟踪效果,显著提升了车辆在路径跟踪过程中的控制精度,具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 无人驾驶车辆 路径跟踪控制 线性二次型调节器 前馈控制 鲸鱼优化算法
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考虑稳定边界和侧倾稳定的车辆路径跟踪控制 被引量：1
4
作者 唐传茵 潘律 +1 位作者 李静红 章明理 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1123-1134,共12页
为了解决无人驾驶车辆的路径跟踪任务中跟踪精度和车辆稳定性之间的冲突问题,提出了一种考虑横向和侧向稳定的路径跟踪控制器.首先以四轮独立驱动智能车为研究对象,设计了一种基于主动转向和电机驱动扭矩分配的整体模型预测控制器,以保... 为了解决无人驾驶车辆的路径跟踪任务中跟踪精度和车辆稳定性之间的冲突问题,提出了一种考虑横向和侧向稳定的路径跟踪控制器.首先以四轮独立驱动智能车为研究对象,设计了一种基于主动转向和电机驱动扭矩分配的整体模型预测控制器,以保证车辆在极端工况下的稳定和跟踪精度.然后通过相位图法和轮胎最大侧偏角设计车辆稳定性约束以优化动力学性能,利用零力矩方法建立侧倾约束,防止侧倾.最后在仿真中对比现有控制器,结果表明,所提出的控制器能够最大化地发挥车辆动力学极限,并在保证车辆稳定性的同时提高车辆的路径跟踪精度. 展开更多
关键词 横向稳定边界 侧倾稳定性 路径跟踪控制 智能车 模型预测控制
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基于多模型自适应方法的智能汽车路径跟踪控制 被引量：3
5
作者 梁艺潇 李以农 +3 位作者 Amir Khajepour 郑玲 余颖弘 张紫微 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-15,共15页
路径跟踪控制是智能汽车的一项核心技术,跟踪效果的精确性和在各种路面附着条件下的鲁棒性是该技术的两大关键要素。但汽车动力学模型的不确定性,尤其是轮胎侧偏刚度的摄动使这两者难以同时得到满足。针对这一问题,将多模型自适应理论... 路径跟踪控制是智能汽车的一项核心技术,跟踪效果的精确性和在各种路面附着条件下的鲁棒性是该技术的两大关键要素。但汽车动力学模型的不确定性,尤其是轮胎侧偏刚度的摄动使这两者难以同时得到满足。针对这一问题,将多模型自适应理论引入到智能汽车运动控制中处理不确定性系统的控制。首先,推导了多模型自适应控制律,提出了凸包构架下各个顶点的子模型对真实模型的自适应逼近律,并通过李雅普诺夫函数证明了所提出自适应律的收敛能力。在此基础上建立了汽车动力学模型和车辆-路径联合模型,并由多个顶点子模型构建可覆盖汽车轮胎侧偏刚度摄动范围的凸多面体,利用汽车动力学模型求解自适应率,通过车辆-路径联合模型,基于线性二次型方法(linear quadratic regulator,LQR)求解各个顶点的子模型处的反馈控制律,并通过所得出的自适应权重进行加权。基于Carsim/Simulink的联合仿真结果表明,所提出的多模型自适应路径跟踪控制器在保证鲁棒性的同时克服了传统鲁棒控制方法的保守性问题,与基于名义模型的LQR控制器和鲁棒保性能控制器相比,在高附着路面和低附着路面上都可以取得更好的控制效果,很好地解决了路径跟踪控制中精确性与鲁棒性之间的两难问题。最后,通过快速原型测试平台对算法进行了进一步的实验验证。结果表明,所提出的多模型自适应算法实时性良好,具有较好的工程应用潜力。 展开更多
关键词 智能汽车 车辆动力学 路径跟踪控制 模型不确定性 多模型自适应控制
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考虑侧倾和输入饱和的自动驾驶汽车鲁棒多维切换路径跟踪控制 被引量：1
6
作者 董锋威 殷国栋 +4 位作者 徐利伟 采国顺 沈利霖 王磊 朱壮瑞 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1271-1282,共12页
为解决自动驾驶路径跟踪控制中的侧倾稳定和执行器饱和等问题,提出了一种鲁棒多维切换H∞路径跟踪控制方法以平衡控制器设计难度与控制性能.首先,基于M3D切换系统框架和侧向载荷转移率,构建了工况随动的路径跟踪控制模型;其次,采用鲁棒... 为解决自动驾驶路径跟踪控制中的侧倾稳定和执行器饱和等问题,提出了一种鲁棒多维切换H∞路径跟踪控制方法以平衡控制器设计难度与控制性能.首先,基于M3D切换系统框架和侧向载荷转移率,构建了工况随动的路径跟踪控制模型;其次,采用鲁棒不变集理论和辅助反馈矩阵方法处理输入饱和的非线性问题,设计了一种鲁棒M3D切换控制器;最后,在多项式二次Lyapunov函数和M3D切换系统理论框架下,给出了保证跟踪系统闭环渐近稳定的判据.在CarSim-Simulink联合仿真环境下,对所提方法的性能进行验证.结果表明,所提方法相比于现有的MPC控制方法,路径跟踪性能提升19.4%,侧倾稳定性能提升23.4%,能够保证车辆在高速大转向等极端工况下具备良好的路径跟踪性能和侧倾稳定. 展开更多
关键词 自动驾驶汽车 路径跟踪控制 切换系统 侧倾稳定
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基于改进LADRC的突变载荷无人艇路径跟踪控制
7
作者 王维健 王健 +2 位作者 刘亚峰 梁晓锋 易宏 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第24期76-84,共9页
本文针对上述问题提出一种基于改进线性自抗扰控制的控制架构来提高无人艇路径跟踪控制的抗干扰能力及跟踪精度。首先,采用积分视距制导法来为无人艇路径跟踪制导提供依据;其次,针对跟踪微分器固有的超调问题,基于一种改进的线性自抗扰... 本文针对上述问题提出一种基于改进线性自抗扰控制的控制架构来提高无人艇路径跟踪控制的抗干扰能力及跟踪精度。首先,采用积分视距制导法来为无人艇路径跟踪制导提供依据;其次,针对跟踪微分器固有的超调问题,基于一种改进的线性自抗扰控制方法设计了无人艇转首力矩控制器,以控制无人艇受到突变载荷时突变的航向角,从而提高路径跟踪精度;然后采用潜射导弹发射反力曲线模拟无人艇受到突变载荷情况,并且考虑无人艇在风、浪、流联合作用下的干扰作用力;最后,使用Simulink进行仿真试验,并与PID控制器进行了对比。在无人艇突变载荷工况下,该方法能够在满足系统的速度约束条件下对给定的直线路径进行快速响应并精确跟踪;与传统PID控制器相比,其收敛速度提高了约50%,其最大横向误差响应幅值减小了约53%,针对风、浪、流的联合干扰,本文设计的控制器的抗干扰能力显著优于PID控制器。仿真结果表明本文提出的改进线性自抗扰路径跟踪控制器具有优良的抗干扰能力和控制效果。 展开更多
关键词 路径跟踪控制 线性自抗扰控制 突变载荷 跟踪微分器
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基于改进TD3的欠驱动无人水面艇路径跟踪控制 被引量：2
8
作者 曲星儒 江雨泽 +2 位作者 李初 龙飞飞 张汝波 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
针对模型参数未知和海洋环境干扰下的欠驱动无人水面艇(unmanned surface vehicles,USV)路径跟踪问题,提出一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)的控制方法。在运动学层次上,设... 针对模型参数未知和海洋环境干扰下的欠驱动无人水面艇(unmanned surface vehicles,USV)路径跟踪问题,提出一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)的控制方法。在运动学层次上,设计基于视线制导的航速航向联合制导律,引导USV准确跟踪期望路径。在动力学层次上,设计基于改进TD3的强化学习动力学控制器;采用基于时间差分误差的优先经验回放技术,建立包含路径跟踪成功和失败采样信息的双经验池,通过自适应比例系数调整每批次回放数据的组成结构;搭建包含长短期记忆网络的评价网络和策略网络,利用历史状态序列信息提高路径跟踪控制器的训练效率。仿真结果表明,基于改进TD3的控制方法可有效提高欠驱动USV的跟踪精度。该方法不依赖USV模型,可为USV路径跟踪控制提供参考。 展开更多
关键词 无人水面艇 路径跟踪控制 双延迟深度确定性策略梯度 优先经验回放 长短期记忆网络
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考虑变论域模糊转角补偿和网络时滞的智能车辆路径跟踪控制
9
作者 章杰 林华 +2 位作者 高建杰 周星星 周军超 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期103-113,共11页
在智能车辆路径跟踪控制系统中,网络时滞会直接影响控制器的控制性能,降低车辆行驶稳定性。同时,智能车辆路径跟踪控制通常未考虑未来道路曲率和期望车速信息,导致控制精度较差。为提高智能车辆在路径跟踪时的稳定性和控制精度,针对存... 在智能车辆路径跟踪控制系统中,网络时滞会直接影响控制器的控制性能,降低车辆行驶稳定性。同时,智能车辆路径跟踪控制通常未考虑未来道路曲率和期望车速信息,导致控制精度较差。为提高智能车辆在路径跟踪时的稳定性和控制精度,针对存在网络时滞的智能车辆路径跟踪控制系统,设计了含有时滞控制的状态反馈控制器,并提出了基于变论域模糊控制的前馈转角补偿控制器设计方法。首先,运用Frenet坐标系原理完成了智能车辆运动学和三自由度动力学建模,同时针对系统存在的时变参数,采用T-S模糊方法进行模型线性化;其次,针对控制器输入端存在的网络传输时滞,设计了包含时滞控制的H∞状态反馈控制器;最后,为提高转向控制精度,以车速和道路曲率为输入,设计了变论域模糊控制进行前馈转角补偿。结果表明:相比于传统控制方法,通过对传输时滞进行控制,并加入变论域前馈模糊转角补偿,能够提高车辆在时滞存在条件下的路径跟踪控制稳定性和控制精度,实现较好的路径跟随效果。 展开更多
关键词 车辆工程 路径跟踪控制 时滞 鲁棒控制 变论域 模糊控制
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基于学习型模型预测控制的智能车辆路径跟踪控制
10
作者 秦洪懋 江曙 +3 位作者 张田田 谢和平 边有钢 李洋 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1804-1815,共12页
路径跟踪控制是智能车辆的一项关键技术。然而,现有车辆跟踪控制方法多依赖于较为精确的车辆控制模型,而实际的车辆控制系统多存在建模误差、参数摄动以及外部扰动等,显著影响路径跟踪控制精度。本文针对性地提出一种考虑车辆未建模动... 路径跟踪控制是智能车辆的一项关键技术。然而,现有车辆跟踪控制方法多依赖于较为精确的车辆控制模型,而实际的车辆控制系统多存在建模误差、参数摄动以及外部扰动等,显著影响路径跟踪控制精度。本文针对性地提出一种考虑车辆未建模动态的智能车辆学习型路径跟踪控制方法。首先建立车辆标称模型,并采用线性预言模型对车辆未建模动态进行近似补偿,以提高车辆模型的精度;然后基于扩展卡尔曼滤波原理实现对未建模动态参数的学习更新;之后构建考虑系统未建模动态的学习型模型预测控制器(LMPC);最后通过CarSim和Matlab/Simulink设计多工况多组别联合仿真试验,验证所提方法在提高路径跟踪精度方面的有效性。 展开更多
关键词 智能车辆 路径跟踪控制 未建模动态 参数学习 学习型模型预测控制
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基于非线性积分快速终端滑模的拖拉机路径跟踪控制方法
11
作者 尹涛 任德良 +3 位作者 吴孟 于修刚 高强 韩兴昌 《拖拉机与农用运输车》 2024年第3期38-41,共4页
为提高拖拉机田间作业路径跟踪控制的精度,本研究提出了一种基于非线性积分快速终端滑模的拖拉机路径跟踪控制方法。首先,建立拖拉机两轮动力学模型;然后,结合非线性积分滑模面和快速终端滑模趋近律设计拖拉机路径跟踪控制器,减小了传... 为提高拖拉机田间作业路径跟踪控制的精度,本研究提出了一种基于非线性积分快速终端滑模的拖拉机路径跟踪控制方法。首先,建立拖拉机两轮动力学模型;然后,结合非线性积分滑模面和快速终端滑模趋近律设计拖拉机路径跟踪控制器,减小了传统滑模控制普遍存在的抖振和稳态误差,使用李雅普诺夫判据检验了控制器的稳定性。通过Matlab/Simulink建立了拖拉机路径跟踪仿真模型,对所提方法进行路径跟踪仿真试验。试验结果表明,拖拉机曲线路径跟踪的最大横向偏差为0.011 m,满足拖拉机跟踪田间作业路径的精度需求。 展开更多
关键词 路径跟踪控制 拖拉机 快速终端滑模 非线性积分
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基于神经网络反步法的移动机器人路径跟踪控制 被引量：15
12
作者 贾鹤鸣 宋文龙 +2 位作者 陈子印 杨鑫 段海庆 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期27-33,共7页
为实现非完整轮式机器人的路径跟踪控制,设计基于反馈增益的反步法控制器,通过控制器参数设计消除了机器人动态误差模型中的部分非线性项,采用神经网络对模型不确定项进行补偿,并利用自适应鲁棒控制器在线补偿神经网络的估计误差,优化... 为实现非完整轮式机器人的路径跟踪控制,设计基于反馈增益的反步法控制器,通过控制器参数设计消除了机器人动态误差模型中的部分非线性项,采用神经网络对模型不确定项进行补偿,并利用自适应鲁棒控制器在线补偿神经网络的估计误差,优化了神经网络的学习性能。仿真结果表明:设计的控制器参数易于调节,可实现轮式移动机器人对任意曲线路径的精确跟踪。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 路径跟踪控制 神经网络 反步法
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基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法 被引量：9
13
作者 朱欣华 王健 +2 位作者 郭民环 姚速瑞 苏岩 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期680-685,共6页
两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过... 两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。 展开更多
关键词 两轮驱动机器人 欠驱动系统 双闭环PID 矢量场 路径跟踪控制
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给定速度需求的移动机器人路径跟踪控制与实验 被引量：5
14
作者 顾万里 胡云峰 +2 位作者 宫洵 蔡硕 陈虹 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期25-31,75,共8页
针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题,将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制。首先,针对给定速度需求的路径跟踪问题,以运行时间和能量为优化目标,给定的路径和速度为约束条件,采用五次Bezier样条方法... 针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题,将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制。首先,针对给定速度需求的路径跟踪问题,以运行时间和能量为优化目标,给定的路径和速度为约束条件,采用五次Bezier样条方法优化得到了满足需求的连续光滑轨迹。其次,利用轮式移动人系统的微分平坦特性,采用微分平坦方法设计前馈控制器;然后,将轮式移动机器人运动学模型在前馈控制的平衡点处进行一阶泰勒展开,得到了线性时变的误差模型,并通过定义新的状态变量,设计了具有Lyapunov稳定性的误差反馈控制器。结合前馈控制和反馈控制得到了二自由度轨迹跟踪控制器。同时将泰勒展开的高阶项考虑为有界的扰动输入,在输入到状态稳定性框架下证明了控制系统的鲁棒稳定性;最后,通过Pioneer 3-dx轮式移动机器人进行了实验验证,实验结果表明,提出的算法能够满足给定速度需求的非连续路径的跟踪控制需求。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 路径跟踪控制 Bezier样条 微分平坦方法 LYAPUNOV方法
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基于PSO-BP优化MPC的无人驾驶汽车路径跟踪控制研究 被引量：10
15
作者 史培龙 常宏 +2 位作者 王彩瑞 马强 周猛 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2023年第7期38-46,共9页
针对模型预测控制(MPC)路径跟踪控制器在不同路面附着系数及车速下跟踪误差大的问题,提出了基于粒子群寻优(PSO)-反向传播(BP)神经网络优化MPC的无人驾驶汽车路径跟踪控制策略。首先,设计了MPC路径跟踪控制器;其次,利用PSO-BP对MPC进行... 针对模型预测控制(MPC)路径跟踪控制器在不同路面附着系数及车速下跟踪误差大的问题,提出了基于粒子群寻优(PSO)-反向传播(BP)神经网络优化MPC的无人驾驶汽车路径跟踪控制策略。首先,设计了MPC路径跟踪控制器;其次,利用PSO-BP对MPC进行优化,以控制器精度和车辆稳定性作为评价函数,获得PSO离线最优时域参数;最后,选择4种工况进行双移线跟踪对比仿真验证。结果表明:所提出的控制策略在保证行驶稳定性的条件下,低路面附着系数低速、高路面附着系数低速、高路面附着系数高速及中路面附着系数中速工况下双移线跟踪横向控制精度分别提高了50%、55%、9%和20%。 展开更多
关键词 无人驾驶 路径跟踪控制 模型预测控制 粒子群寻优 BP神经网络
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两种连接形式的拖挂式移动机器人路径跟踪控制 被引量：7
16
作者 苑晶 黄亚楼 孙凤池 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期398-406,共9页
拖挂式移动机器人是一种具有不同连接形式的多车体系统.本文对标准连接和非标准连接的拖挂式机器人,研究了前向和倒车路径的跟踪控制.首先,建立系统的运动学模型并进行运动特性分析:其次,基于Lyapunov方法提出一种与期望路径具有一致运... 拖挂式移动机器人是一种具有不同连接形式的多车体系统.本文对标准连接和非标准连接的拖挂式机器人,研究了前向和倒车路径的跟踪控制.首先,建立系统的运动学模型并进行运动特性分析:其次,基于Lyapunov方法提出一种与期望路径具有一致运动方向的单体机器人全局路径跟踪控制器;然后将其引入到两种拖挂式机器人的前向跟踪控制中,并分别通过运动学变换和反演控制实现了两种连接形式下的倒车跟踪控制,从而使多节车体始终保持一致的运动方向。避免了不合理位形的出现.仿真结果表明该方法的有效性. 展开更多
关键词 拖挂式移动机器人 路径跟踪控制 标准连接:非标准连接
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基于混合模糊P+ID控制的欠驱动AUV路径跟踪控制及仿真 被引量：5
17
作者 田宇 张艾群 李伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1016-1020,1025,共6页
针对欠驱动自主水下机器人(AUV)水平面路径跟踪控制问题进行研究。基于解析形式描述的单输入模糊控制器,提出了一种混合模糊P+ID控制算法。将其应用于欠驱动AUV路径跟踪控制中的趋近角跟踪控制,研究了控制器设计和参数调节方法,并采用... 针对欠驱动自主水下机器人(AUV)水平面路径跟踪控制问题进行研究。基于解析形式描述的单输入模糊控制器,提出了一种混合模糊P+ID控制算法。将其应用于欠驱动AUV路径跟踪控制中的趋近角跟踪控制,研究了控制器设计和参数调节方法,并采用小增益定理对基于混合模糊P+ID控制的趋近角跟踪控制系统的稳定性进行了分析。最后,采用欠驱动AUV非线性动力学模型进行仿真研究,结果表明基于提出的混合模糊P+ID控制的欠驱动AUV路径跟踪控制系统具有很好的鲁棒性和适应性,AUV能够精确跟踪预规划的航行路径。 展开更多
关键词 自主水下机器人 欠驱动 路径跟踪控制 混合模糊P+ID控制
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基于模糊混合控制的自治水下机器人路径跟踪控制 被引量：7
18
作者 马岭 崔维成 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期341-346,共6页
基于模糊混合控制策略,本文提出了一种用于非线性欠驱动自治水下机器人的鲁棒路径跟踪控制方法.利用Sugeno型模糊推理系统,将PD滑模控制器与非奇异终端滑模控制器光滑连接,构造了模糊混合控制器.它能充分融合这两类控制器的优势,无论系... 基于模糊混合控制策略,本文提出了一种用于非线性欠驱动自治水下机器人的鲁棒路径跟踪控制方法.利用Sugeno型模糊推理系统,将PD滑模控制器与非奇异终端滑模控制器光滑连接,构造了模糊混合控制器.它能充分融合这两类控制器的优势,无论系统远离平衡点还是在其附近,都能取得快速收敛的效果.如果,借助于非时间参考量,将该混合控制器用于自治水下机器人路径跟踪控制,将有利于提高它在不确定环境中的跟踪能力.最后,通过仿真计算结果验证了该控制策略的有效性. 展开更多
关键词 路径跟踪控制 模糊混合控制 自治水下机器人 终端滑模
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基于前视角引导的欠驱动水面无人艇自适应路径跟踪控制 被引量：6
19
作者 周彬 黄兵 +2 位作者 毛磊 王巍凯 苏玉民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期73-80,共8页
针对现有视线法路径跟踪控制器在工程应用中存在的航速自适应能力差、参数不易整定以及抗干扰能力差等问题,本文提出了基于前视角的水面无人艇自适应路径跟踪控制器。在传统视线法制导中的前视角,结合跟踪偏差状态以及Sigmoid函数提出... 针对现有视线法路径跟踪控制器在工程应用中存在的航速自适应能力差、参数不易整定以及抗干扰能力差等问题,本文提出了基于前视角的水面无人艇自适应路径跟踪控制器。在传统视线法制导中的前视角,结合跟踪偏差状态以及Sigmoid函数提出了欠驱动无人艇的自适应前视角制导模型。在此基础上,基于最小参数学习的径向基神经网络和动态面控制技术设计了自适应航速航向跟踪控制器。基于Lyapunov稳定性理论,所设计的控制器可保证所有误差动态的一致最终有界。外场试验表明:在实际海洋干扰情况下,本文提出的控制算法具有良好的控制性能以及鲁棒性。 展开更多
关键词 水面无人艇 路径跟踪控制 视线法 径向基神经网络 动态面控制 自适应控制 智能控制 速度控制 航向控制
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解析模型预测控制在欠驱动船舶路径跟踪控制中的研究 被引量：2
20
作者 王锐利 林大志 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第3X期73-75,共3页
从非线性、欠驱动、船舶模型参数易控制的欠驱动船舶路径跟踪入手进行问题研究,采用解析模型预测控制,利用单输入单输出系统,通过对时域上的性能函数求导求得最优控制律;然后利用无干扰情况的船舶模型进行最优控制律的简化;最后通过实... 从非线性、欠驱动、船舶模型参数易控制的欠驱动船舶路径跟踪入手进行问题研究,采用解析模型预测控制,利用单输入单输出系统,通过对时域上的性能函数求导求得最优控制律;然后利用无干扰情况的船舶模型进行最优控制律的简化;最后通过实验进行验证本文算法与带反馈的线性欠驱动船舶直线路径跟踪控制相比趋于稳定的时间要短,可靠性和收敛性更优。 展开更多
关键词 解析模型预测 欠驱动 船舶路径跟踪控制
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