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基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法技术

技术编号:40090450 阅读:18 留言:0更新日期:2024-01-23 16:07
本发明专利技术提供一种基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法,利用反步控制器实时获取扩张状态观测器观测到的参数误差和外部扰动,将所述参数误差和外部扰动输入到反步控制器中,使反步控制器根据参数误差和外部扰动,输出控制信号对车辆的前轮转向角进行控制。所述的反步控制器有着强鲁棒性、可处理多变量系统、处理能力要求小等优势;所述的扩张状态观测器可以观测出车辆路径跟踪时的不确定性参数和外部扰动的具体数值,融入到控制方法中让路径跟踪的效果更好。本发明专利技术的反步控制器和扩张状态观测器的结合控制车辆的路径跟踪,可以使得实际路径和期望路径的误差很快的收敛到零,保证车辆准确的沿着期望路径移动,且具有很强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人驾驶控制领域,具体涉及一种基于扩张状态观测器的可观测参数不确定性和外界复杂干扰的无人驾驶汽车横向轨迹预瞄跟踪反步控方算法。


技术介绍

1、无人驾驶车辆由于其无需驾驶员操作的优势被认为是提高道路利用率、提高车辆安全性、降低移动成本的有效且系统的方法。其中路径跟踪控制问题是无人驾驶架构中的关键问题,但是在控制过程中一定存在跟踪模型不能与非线性整车精确匹配的问题,这会导致不确定性扰动的产生从而对无人驾驶车辆的跟踪精度造成影响,因此提高无人驾驶汽车对复杂工况下的参数不确定性和复杂干扰的抵抗能力有着十分重要的意义。但目前现有控制方法中所用的路径跟踪控制器多数基于汽车运动学,且使用的控制策略没有考虑到汽车的参数不确定性和外界干扰问题,所以需要考虑汽车的动力学特性且加入抗干扰技术才能保证路径跟踪的精确性。车辆控制系统由于有参数多、非线性动力学等特点,目前针对汽车路径跟踪的控制策略往往存在控制系统超调量过高、跟踪速度慢等问题,如pi和pid,总是遇到复杂的控制结构,需要进行控制变量之间的解耦假设,设计和调参过程复杂费时,如滑模控制器虽然跟踪速度快,但往往本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种反步控制器,其特征在于:通过以下方法构建:

2.一种基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法,其特征在于:利用反步控制器实时获取扩张状态观测器观测到的参数误差和外部扰动,将所述参数误差和外部扰动输入到反步控制器中,使反步控制器根据参数误差和外部扰动,输出控制信号对车辆的前轮转向角进行控制;

3.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法,其特征在于:所述的线性轮胎动力学模型为:

4.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法,其特征在于:所述的三阶线性扩张状态观测器根据所建立的...

【技术特征摘要】

1.一种反步控制器,其特征在于:通过以下方法构建:

2.一种基于扩张状态观测器的车辆横向轨迹跟踪反步控制方法,其特征在于:利用反步控制器实时获取扩张状态观测器观测到的参数误差和外部扰动,将所述参数误差和外部扰动输入到反步控制器中,使反步控制器根据参数误差和外部扰动,输出控制信号对车辆的前轮转向角进行控制;

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【专利技术属性】
技术研发人员:赵健王帅朱冰王泰琪程驰周文博张锡智李函聪杨轶群
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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