基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法及装置，该方法包括：建立井下铲运机的运动学控制系统模型；根据所述运动学控制系统模型，设计非线性模型预测控制器NMPC；基于路径参考点，利用粒子群优化算法PSO动态优化非线性模型预测控制器NMPC的时域参数；将优化后的时域参数传入所述非线性模型预测控制器NMPC，输出控制量作用于铲运机转向机构完成路径跟踪。该方法通过利用粒子群优化算法对NMPC的时域参数进行优化改进，可广泛应用于铰接式车辆的路径跟踪控制过程，有效避免车辆转向延迟、蛇形走位等，大幅提高路径跟踪控制精度，特别适用于井下铲运机的控制过程，为铲运机的无人驾驶提供可靠技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铰接式车辆机器人路径跟踪控制领域，更具体的说是涉及基于改进nmpc控制策略的铲运机路径跟踪控制方法及装置。

技术介绍

1、目前，地下矿山开采高度依赖先进的采矿设备，而这些设备的传统操作方式大多依赖于人工控制。随着智能设备技术的飞速发展，智能控制成为了这些设备中最为关键的一环。当前，采矿行业正经历着从人工操作向自动化和智能化转变的趋势，这一转型对于提高矿山作业的效率和安全性至关重要。在这一背景下，铲运机(lhd)作为地下矿山开采中不可或缺的智能设备，路径跟踪控制作为其核心，对其研究显得尤为重要。

2、无人驾驶是无人采矿的先决条件，而路径跟踪控制则是铲运机等车辆实现无人驾驶的关键。当前，虽然不乏学者对路径跟踪控制技术进行了很多的研究，比如纯追踪算法、pid控制、线性二次调节器(lqr)控制和模型预测控制(mpc)算法等，但大多研究仍是基于地面乘用车辆进行的研究，所涉及的铰接式车辆类型(如lhd)却很少。

3、其中，新型有效的路径跟踪方法(如非线性模型预测控制(nmpc))在地下铲运机等铰接式车辆研究中虽然取得了显著进展但仍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

3.根据权利要求2所述的基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S20包括：

4.根据权利要求3所述的基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S30包括：

5.根据权利要求4所述的基于改进NMPC控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，迭代更新粒子位置和速度，获取最优时域参数，包括：...

【技术特征摘要】

1.基于改进nmpc控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于改进nmpc控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s10包括：

3.根据权利要求2所述的基于改进nmpc控制策略的铲运机路径跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤s20包括：

4.根据权利要求3所述的基于改进nmpc控制策略...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭平安，刘亚，王李管，吴家希，雷入，雷明宇，张永青，张朝伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：