自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法技术

一种自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法，在自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制建模过程中，考虑了不可避免的网络时延和数据丢包问题，且一般化的时延表达式更有利于控制器的设计。自动驾驶汽车轨迹跟踪控制设计综合考虑了车辆动力学模型的不确定性和外界扰动的影响，提高了车辆的操纵稳定性和轨迹跟踪控制的鲁棒性。通过求解线性矩阵不等式解决了含有网络时延和数据丢包的自动驾驶汽车轨迹跟踪控制问题，计算方便。通过求解凸优化问题，可以计算得到自动驾驶汽车轨迹跟踪控制问题扰动抑制性能指标的下界，从而，可以得到最优的轨迹跟踪控制器。

【技术实现步骤摘要】
自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法
本专利技术涉及自动驾驶汽车轨迹跟踪控制领域，具体涉及一种自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法。
技术介绍
自动驾驶汽车可以有效提升车辆的行驶安全性，实现更好的道路利用率，并大大降低移动成本，为从根本上改变传统的交通方式提供了可能性，因而，成为近几年新兴的研究热点。作为自动驾驶汽车的关键技术之一，车辆的轨迹跟踪控制目标是如何在保证车辆行驶安全性和乘坐舒适性的前提下，通过控制车辆的转向系统，使得车辆能够沿着期望的路线行驶，消除自动驾驶汽车行驶过程中产生的跟踪偏差，即距离偏差和角度偏差，而轨迹跟踪控制算法是实现车辆轨迹跟踪控制的关键，对自动驾驶汽车尤为重要。现有的自动驾驶汽车轨迹跟踪控制算法有模糊控制、自适应鲁棒控制、迭代学习控制、滑动模态控制、模型预测控制方法等，这些控制方法大都是基于精确的数学模型，然而自动驾驶汽车的行驶工况复杂多变，实际的车辆动力学模型存在着高度不确定性，且易受外部扰动的影响。同时，车辆状态测量和信号传输过程中通常存在不可避免的时延和数据丢包问题，这将会大大降低控制器的性能，甚至会破坏系统的稳定性。因而，如何在出现网络时延和数据丢包的情形下，综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：a)建立如公式(1)的车辆轨迹跟踪动态方程：

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶汽车轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：a)建立如公式(1)的车辆轨迹跟踪动态方程：其中，为e1的二阶微分，e1为车辆质心CG到理想轨线的法向偏离，e2为车辆的实际行驶方向与横摆角ψ之差，横摆角ψ为车辆在全局坐标系XOGY中相对基准轴X的方向角，O为车辆的旋转中心，为y的二阶微分，y为旋转中心O到车辆质心CG的法向偏离，vx为车辆的纵向速度，为横摆角ψ的一阶微分，yr为参考轨线上相应参考点的侧向偏离，为yr的二阶微分，ψr为参考轨线上相应参考点的横摆角；b)建立如公式(2)的车辆侧向动态方程其中，m为车辆的质量，Iz为车辆绕z轴的转动惯量，lf为车辆质心到车辆前轴的距离，lr为车辆质心到车辆后轴的距离，为横摆角ψ的二阶微分，Fyf为车辆前轮侧向力，Fyr为车辆后轮侧向力，通过公式(3)求取车辆前轮及后轮侧向力；Fyf＝2Cfαf,Fyf＝-2Crαr(3)其中，Cf为车辆前轮的侧偏刚度，Cr为车辆后轮的侧偏刚度，αf为车辆前轮侧偏角，αr为车辆后轮侧偏角；c)定义车辆的侧向速度为y的一阶微分，通过公式(4)计算车辆前轮侧偏角αf和车辆后轮侧偏角αr；其中，δf为车辆前轮的转向角，通过公式(5)建立车辆侧向动态方程；其中，T为矩阵转置，为的一阶微分，d)选取e1，e2和e1，e2的一阶微分为状态变量，建立如公式(6)的轨迹跟踪控制模型；其中，为yr的一阶微分，为ψr的一阶微分，为ψr的二阶微分，e)假定车辆的车轮转向刚度是时变的，建立如公式(7)的乘性扰动方程；Cf＝(1+λf)Cf0,Cr＝(1+λr)Cr0(7)其中，λf，λr为时变参数，且满足条件|λi|≤1，i＝f,r，Cf0，Cr0分别为Cf，Cr的标称值，通过公式(8)建立系统参数矩阵；A＝A0+ΔA,B＝B0+ΔB(8)其中，A0，B0分别为A，B的标称值，而ΔA，ΔB代表A，B的变化量，通过公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长芳，舒明雷，王英龙，刘瑞霞，魏诺，杨媛媛，孔祥龙，许继勇，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东,37