一种基于内外双闭环控制的无人自行车航向轨迹跟踪方法技术

本发明专利技术公开基于内外双闭环控制的无人自行车航向轨迹跟踪方法。该方法中以非奇异终端滑膜控制器为内环控制，以PID控制器为外环控制器组成的内外环控制器。内环控制器中以无人自行车的侧向倾角的实际状态值与期望状态值作为误差来设计滑膜面，然后设计出控制律，主要实现侧向平衡；外环控制器中以无人自行车的航向角的实际状态值与期望状态值作为误差来设计PID控制器，主要对内环控制的补偿以及实现航向控制；然后结合内外环控制器的输出共同作用于无人自行车LPV模型中。本发明专利技术方法在本发明专利技术的创新控制架构中，外环PID控制器与内环非奇异终端滑模控制器协同作用，构建了精密的内外环调控体系。外环PID控制器凭借其对内环模型误差的精准补偿能力，有效削弱了因动力学模型精度局限而引起的扰动，显著提升了内环控制器的精度表现，并且加速了内环控制器的收敛进程。与此同时，内环非奇异终端滑模控制器以其卓越的动态响应特性，大幅度简化了控制器的参数调整过程，实现了调控性能与调参效率的双重飞跃，具有很强的工程意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人自行车控制，具体涉及一种无机械辅助结构的无人自行车航向轨迹跟踪方法。

技术介绍

1、无人自行车具有轻便灵活、环保节能等优点，能够在短距离轻量物流场景下发挥重要作用，是一种潜在的智能交通运输工具。在无人自行车技术的快速发展中，航向控制作为其核心技术之一，受到了广泛关注。然而，由于自行车具有非线性、时变和多输入多输出(mimo)等复杂动力学特性，如何实现其自主平衡、路径规划和航向控制，成为了研究中的关键问题。

2、在当前无人自行车控制领域里，经典控制方法如pid和lqr控制广泛用于早期的平衡和航向控制，这些方法结构简单且易于实现，但在非线性动态环境中表现有限。随后，反馈线性化、滑模控制等非线性控制方法被引入，以应对无人自行车复杂的动力学特性，同时提升系统的鲁棒性和稳定性。此外，多传感器融合、模型预测控制(mpc)等先进控制策略进一步增强了系统在复杂环境下的导航精度和稳定性。尽管如此，这些方法仍存在不足之处。经典控制方法难以处理复杂非线性系统，且对系统的响应时间较慢和鲁棒性较差；非线性控制和自适应控制则依赖精确的模型和较高的计算资源本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.根据权利要求1所述一种基于内外环控制的无人自行车航向轨迹跟踪方法，其特征在于：

2.根据权利要求1、2所述的一种基于内外环控制的无人自行车航向轨迹跟踪方法，其特征在于：

【技术特征摘要】

1.根据权利要求1所述一种基于内外环控制的无人自行车航向轨迹跟踪方法，其特征在于：

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄用华，冯杰浩，梁淼清，庄未，黄富，唐雪巾，侯冬利，钟永全，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：