智能汽车纵横向主动避撞控制算法研究

1

作者 王新庆 王继荣 +2 位作者 杨振宇 崔俊国 邹宇鹏 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期289-296,共8页

针对目前智能汽车主动避撞系统存在的避撞轨迹规划不合理、轨迹跟踪精度不足及车辆稳定性差的问题,文章设计一种基于五次多项式的轨迹规划算法和一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制算法。在采用纵向避撞方式时,基于牛顿运动定律规... 针对目前智能汽车主动避撞系统存在的避撞轨迹规划不合理、轨迹跟踪精度不足及车辆稳定性差的问题,文章设计一种基于五次多项式的轨迹规划算法和一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制算法。在采用纵向避撞方式时,基于牛顿运动定律规划出纵向参考速度;在采用横向避撞方式时,基于五次多项式规划出横向参考位置、参考横摆角;基于考虑轮胎非线性工作区的七自由度车辆动力学模型,考虑车辆横摆稳定性和侧倾稳定性,将车辆纵向速度、横向位置、横摆角作为输入量。在PreScan/CarSim/Simulink中搭建联合仿真平台进行仿真验证,结果证明了所设计的避撞轨迹规划算法的合理性、轨迹跟踪控制算法跟踪精度的有效性以及避撞过程中车辆的操纵稳定性。 展开更多

关键词 避撞轨迹规划 避撞轨迹跟踪 五次多项式 模型预测控制 实况仿真

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煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制 被引量：5

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作者 程欢 邓立营 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期115-121,共7页

针对煤矿巷道喷浆机器人施工过程中存在的动作不连续、位置误差大、稳定性低等问题,提出了一种煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制方法。根据喷浆机器人静止时工作臂的运动范围和喷枪沿巷道走向的喷浆长度,将巷道划分为若干... 针对煤矿巷道喷浆机器人施工过程中存在的动作不连续、位置误差大、稳定性低等问题,提出了一种煤矿巷道七自由度喷浆机器人轨迹规划与跟踪控制方法。根据喷浆机器人静止时工作臂的运动范围和喷枪沿巷道走向的喷浆长度,将巷道划分为若干待喷截面,并规划机器人在每一截面间的移动轨迹和各截面上的工作臂运动轨迹,从而保证机器人在喷浆过程中动作连续。建立了喷浆机器人运动学模型,先采用三次多项式插值法对机器人移动轨迹进行规划,再通过模型预测控制算法对三次多项式插值生成的参考轨迹进行跟踪控制,实现机器人在巷道内精确、平稳移动。根据标准的D-H参数法建立了工作臂运动学模型,采用3-5-3分段多项式插值法对机器人在待喷截面的工作臂运动轨迹进行规划,使工作臂在喷浆过程中具有连续的加速度。仿真结果表明,喷浆机器人移动过程中最大位置误差为0.07 m,最大方向角误差仅为0.99 rad,移动速度整体稳定,且速度发生波动后能快速回到稳定状态,满足机器人移动准确、平稳的要求;工作臂运动过程中,喷浆轨迹、关节变量变化、关节速度和加速度曲线整体连续、平滑,满足喷浆动作连续、稳定的要求。 展开更多

关键词 喷浆机器人 轨迹规划 轨迹跟踪控制 模型预测控制 3-5-3分段多项式

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多项式逼近建模的非线性系统预测控制 被引量：5

3

作者 罗秋滨 岳中哲 +1 位作者 关立雁 冯汝鹏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期84-88,共5页

针对可以获得有界输入输出数据的非线性系统,提出了一种多项式逼近建模的预测控制算法。将有界输入输出数据的取值域通过拓扑同胚变换到[0,1]范围内,用多项式逼近方法建立非线性系统的多个不同预测步长的预测模型,最小化目标函数求得预... 针对可以获得有界输入输出数据的非线性系统,提出了一种多项式逼近建模的预测控制算法。将有界输入输出数据的取值域通过拓扑同胚变换到[0,1]范围内,用多项式逼近方法建立非线性系统的多个不同预测步长的预测模型,最小化目标函数求得预测控制律,并通过误差修正去除有可能存在的模型失配对系统的影响,得到了一种非线性系统的预测控制算法。算法中的预测模型直接由多项式逼近建模得到,不必求解D iophantine方程,从而减少了预测控制律的计算量。仿真结果说明算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 拓扑同胚变换 多项式逼近建模 预测控制

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冷库的预测智能控制 被引量：2

4

作者 曹长修 王万良 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1989年第5期68-75,共8页

本文基于切比雪夫正交多项式数值逼近方法,提出预测智能控制算法。该方法对于目前广泛采用电磁阀的大中型冷库控制具有重要的价值,并容易推广到其它行业类似系统。

关键词 冷藏库 预测 智能控制

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广义预测控制的deadbeat性质研究 被引量：6

5

作者 张峻 席裕庚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期733-737,共5页

本文利用广义预测控制中对象与闭环特征多项式之间的系数映射关系，分析了闭环系统特征多项式系数为零的条件，导出了GPC闭环系统deadbeat性质完善而新颖的理论结果，并提供了一种基于系数空间映射的新思路来研究GPC的性质。

关键词 广义预测控制 特征多项式 deadbeat控制

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基于多项式核RVM的非线性模型预测控制 被引量：4

6

作者 陈佳 颜学峰 +1 位作者 钟伟民 钱锋 《控制工程》 CSCD 2008年第2期158-160,195,共4页

针对非线性、不确定性对象不易建模的特点,提出了基于多项式核关联向量机(RVM)的解析型非线性预测控制方法,该方法采用多项式核RVM进行模型辨识,得到的对象模型作为预测模型。由于RVM具有较好的非线性建模能力,弥补了SVM参数设定难和稀... 针对非线性、不确定性对象不易建模的特点,提出了基于多项式核关联向量机(RVM)的解析型非线性预测控制方法,该方法采用多项式核RVM进行模型辨识,得到的对象模型作为预测模型。由于RVM具有较好的非线性建模能力,弥补了SVM参数设定难和稀疏性不强等弱点;同时,多项式形式的模型表达式使二次型优化目标函数可以通过函数解析方法求得最优控制输入,即简化了滚动优化模块,增强了控制的实时性。通过对一个标准的非线性Benchmark问题进行仿真实验,结果表明该方法具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 多项式核函数 关联向量机 非线性模型 预测控制

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一类具有稳定性的广义预测控制算法 被引量：6

7

作者 宋崇辉 柴天佑 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期807-815,共9页

讨论加权广义预测控制算法(WGPC)，通过定义过渡时域和在性能指标中引入加权多项式，限制预涮时域大于控制时域与过渡时域的和，保证了预测控制算法的稳定性；给出了控制增量的表达式．研究表明，算法不仅能保证系统的稳定性且计算量没... 讨论加权广义预测控制算法(WGPC)，通过定义过渡时域和在性能指标中引入加权多项式，限制预涮时域大于控制时域与过渡时域的和，保证了预测控制算法的稳定性；给出了控制增量的表达式．研究表明，算法不仅能保证系统的稳定性且计算量没有增加，且可退化为带有终端等式稳定性约束的预测控制算法，从而可以进行统一分析．加权多项式根据一个虚拟的输出反馈来设计，数值仿真结果说明了该方法的有效性． 展开更多

关键词 广义预测控制 稳定性分析 加权多项式 过渡时域

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基于正交多项式的自适应提升格式 被引量：2

8

作者 杨汉生 孔鲲鹏 +1 位作者 许磊 杨成梧 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期307-311,共5页

为确定提升格式的预测系数及更新系数,该文以小波分解的细节信号的平方和为目标函数,采用一组正交多项式确定预测系数,使预测系数能够反映分析数据的特征。根据分析数据的相关性来确定最优预测系数和更新系数,使小波能够较好地适应信号... 为确定提升格式的预测系数及更新系数,该文以小波分解的细节信号的平方和为目标函数,采用一组正交多项式确定预测系数,使预测系数能够反映分析数据的特征。根据分析数据的相关性来确定最优预测系数和更新系数,使小波能够较好地适应信号特征的变化。理论和仿真结果表明:正交多项式的自适应提升格式的滤波性能明显优于一般拟合方法的提升格式以及传统小波db5,尤其在低信噪比的情况更为明显。 展开更多

关键词 提升格式 预测控制 自适应算法 正交多项式

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一阶系统预测PID控制器鲁棒稳定性分析 被引量：2

9

作者 张云 刘红波 贾磊 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第5期1357-1360,共4页

针对基于DCS预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入/输出鲁棒稳定性。具体对一阶加纯滞后对象给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该方法能使系统保持... 针对基于DCS预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入/输出鲁棒稳定性。具体对一阶加纯滞后对象给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该方法能使系统保持很好的鲁棒稳定性。 展开更多

关键词 比例—积分—微分控制 集散控制系统 预测控制 鲁棒稳定性 特征多项式

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一类非自衡过程预测PID控制器的设计及鲁棒稳定性的分析研究 被引量：3

10

作者 张云 刘红波 王思军 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第8期3020-3023,3030,共5页

针对一类非自衡过程,为了提高系统的整体性能,提出了预测PID控制器的设计方法;利用Kharitonov定理和边缘理论分析此系统在参数不确定情况下输入、输出的鲁棒稳定性,并给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。仿真结果表明,当过程参数偏... 针对一类非自衡过程,为了提高系统的整体性能,提出了预测PID控制器的设计方法;利用Kharitonov定理和边缘理论分析此系统在参数不确定情况下输入、输出的鲁棒稳定性,并给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,此预测PID控制器的设计方法能够使系统保持很好的鲁棒稳定性,是一种值得在实际工程中推广应用的新型控制器。 展开更多

关键词 非自衡过程 分散控制系统 预测PID控制 鲁棒稳定性 特征多项式

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广义预测控制中Diophantine矩阵多项式方程的显式解 被引量：9

11

作者 师五喜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期261-263,共3页

直接利用被控对象的离散差分方程推导出多变量广义预测控制中Diophantine矩阵多项式方程的显式解,从而避免了其递推求解或迭代求解,使广义预测控制的应用更加方便．

关键词 广义预测控制 Diophantine矩阵多项式方程 显式解

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智能汽车换道避障路径规划与跟踪方法 被引量：7

12

作者 裴红蕾 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期26-32,共7页

为提高智能汽车的行驶安全性,提出智能汽车换道避障的路径规划和跟踪方法。首先,建立4轮独立驱动汽车的运动学和动力学模型;然后,在路径规划方面,使用多项式函数给出换道避障路径规划,结合加速度阈值和防碰撞2个条件,提出路径调整方法... 为提高智能汽车的行驶安全性,提出智能汽车换道避障的路径规划和跟踪方法。首先,建立4轮独立驱动汽车的运动学和动力学模型;然后,在路径规划方面,使用多项式函数给出换道避障路径规划,结合加速度阈值和防碰撞2个条件,提出路径调整方法及路径迭代调整方法;最后,在路径跟踪方面,设计模型预测控制器,使用滚动优化和反馈的思想求解前轮转角控制律。结果表明:用多项式函数可规划出避障路径,模型预测控制器有较高的跟踪精度,可以实现汽车的主动避障;通过调整参数,可以调节控制器的跟踪精度、实时性和稳定性。 展开更多

关键词 智能汽车 换道避障 多项式函数 滚动优化 模型预测控制器

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关于《模型不确定性系统的鲁棒预测控制》一文中的问题

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作者 王蕾 李平 +1 位作者 宋文忠 蒋丽英 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期157-159,共3页

指出了《模型不确定性系统的鲁棒预测控制》一文在控制器的设计过程中所出现的零极点对消而导致的在实际中无法实现的问题 ,并给出了改正结果 .

关键词 预测控制 特征多项式 鲁棒稳定性 奈魁斯特定理 不确定性系统

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NMPS基于DCS的预测PID控制器鲁棒稳定性分析

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作者 张云 贾磊 刘红波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第32期192-195,213,共5页

针对基于DCS的预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入输出鲁棒稳定性。具体对NMPS(非最小相位系统)给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。理论和分析仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该... 针对基于DCS的预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入输出鲁棒稳定性。具体对NMPS(非最小相位系统)给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。理论和分析仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该算法能使系统保持很好的鲁棒稳定性。 展开更多

关键词 DCS PID控制 预测控制 鲁棒稳定性 特征多项式 非最小相位系统

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基于Chebyshev数值逼近的实时信号预测及其应用

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作者 李英波 郑明刚 冯正进 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第3期23-25,共3页

提出了基于Chebyshev数值逼近的时间序列直接多步预测算法。该算法具有模型简单、所需的观测样本容量小、易于在线计算及预测精度较高的特点 ,特别适合于有高实时性要求的场合进行实时预测。解决了基于传统ARMA模型建模繁琐 ,模型阶次... 提出了基于Chebyshev数值逼近的时间序列直接多步预测算法。该算法具有模型简单、所需的观测样本容量小、易于在线计算及预测精度较高的特点 ,特别适合于有高实时性要求的场合进行实时预测。解决了基于传统ARMA模型建模繁琐 ,模型阶次对预测精度影响大 ,以及神经网络模型收敛速度慢 ,难于满足实时性要求的问题。仿真及实验结果表明了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 信号预测 CHEBYSHEV多项式 实时性 时间序列

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离散时间分布参数系统的模型逼近预测控制

16

作者 董学平 王执铨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1394-1397,共4页

提出了离散时间分布参数系统的一种预测控制方法。该方法采用广义正交多项式对分布参数系统的模型进行逼近,将离散时间分布参数系统的预测控制问题转化为集中参数系统的预测控制问题,运用模型算法控制方法对集中参数系统进行预测控制,... 提出了离散时间分布参数系统的一种预测控制方法。该方法采用广义正交多项式对分布参数系统的模型进行逼近,将离散时间分布参数系统的预测控制问题转化为集中参数系统的预测控制问题,运用模型算法控制方法对集中参数系统进行预测控制,求出控制律,经反演变换得出分布参数系统的预测控制。给出了该方法的具体步骤,仿真示例表明了方法的有效性。 展开更多

关键词 分布参数系统 预测控制 模型算法控制 广义正交多项式

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基于Chebyshev正交多项式预测的模糊控制方法

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作者 于军琪 孙龙杰 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 2003年第3期277-280,共4页

利用chebyshev正交多项式在数值方面最佳一致逼近的特性,结合对被控系统输出数据的信息,经过特征提取,构造chebyshev基函数,建立系统的输出预测模型,作为模糊控制的附加决策项.因此它满足了具有时滞特性、模型难以建立的工业加热炉对象... 利用chebyshev正交多项式在数值方面最佳一致逼近的特性,结合对被控系统输出数据的信息,经过特征提取,构造chebyshev基函数,建立系统的输出预测模型,作为模糊控制的附加决策项.因此它满足了具有时滞特性、模型难以建立的工业加热炉对象温度控制的要求,使系统达到较高的性能指标. 展开更多

关键词 CHEBYSHEV 正交多项式 基函数 预测模型 模糊控制

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预测——位式控制算法

18

作者 王万良 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 1990年第4期47-51,共5页

本文针对大惯性、大时滞工业过程,基于CHEBYSHEV正交多项式数值逼近方法,提出预测——位式控制方法,提高了位式控制的精度,降低了系统响应的振荡频率。

关键词 非线性控制 位式控制 预测 CHEBYSHEV多项式

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基于多项式插值方法的FIR模型辩识 被引量：3

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作者 王哲 戴连奎 《机电工程》 CAS 2000年第2期90-93,共4页

采用多项式插值方法辩识FIR模型 ,通过插值方法引入一转换矩阵W ,实现从FIR模型参数序列 {hi}到压缩FIR模型参数序列 {cj} 之间的转换 ,从而减少了脉冲响应待辨识参数 ,简化了辨识过程 ,提高计算速度。仿真实验表明该算法快速。

关键词 预测控制 系统辩识 多项式插值 FIR模型

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基于传感器融合预测的改进跟踪前馈控制方法研究 被引量：3

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作者 李航 彭高亮 +1 位作者 林鸿钊 陈朝 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期415-425,共11页

针对光电跟踪系统中CCD相机反馈帧率较低,延迟较大导致跟踪高速目标能力差、响应能力差的问题,提出一种基于传感器融合预测的改进跟踪前馈控制方法。为减小融合获得目标高阶运动状态噪声大的问题,提出一种基于微分跟踪的传感器融合策略... 针对光电跟踪系统中CCD相机反馈帧率较低,延迟较大导致跟踪高速目标能力差、响应能力差的问题,提出一种基于传感器融合预测的改进跟踪前馈控制方法。为减小融合获得目标高阶运动状态噪声大的问题,提出一种基于微分跟踪的传感器融合策略;针对图像反馈延迟问题,提出一种降阶匀加速Kalman模型,根据融合获得的运动学信息,结合Kalman滤波进行预测跟踪,补偿脱靶量的时间延迟,得到近似真实的目标位置和速度、加速度信息;针对低频输入信号引入闭环扰动问题,提出一种快速数据扩展方法,实现低频信号到高频信号的扩展;根据传感器融合预测结果,设计跟踪前馈控制器,提高系统的响应速度。仿真结果和实验结果均表明该前馈方法能够对CCD反馈延迟导致的跟踪误差进行补偿。实验结果表明:该方法能够大幅提高系统对高速目标的跟踪性能,在目标运动状态相同条件下,相比补偿前跟踪误差减小约83.67%。 展开更多

关键词 预测滤波 前馈控制 传感器融合 最小二乘多项式拟合 跟踪补偿

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