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无人车辆行驶路径的分层协调最优跟踪控制

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为了实现无人车辆对给定路径高精度跟踪控制,设计了分层协调最优控制器的路径跟踪方法.首先建立了车辆的动力学模型;综合路径跟踪控制精度和稳定性,以分段函数的形式设定了预瞄距离;建立了单点预瞄控制系统的状态空间方程并进行了线性化处理.设计了分层协调最优跟踪控制器,上层控制使用LQR最优控制,基于系统状态得到实时最优控制律;下层控制使用参数智能整定PID控制,实现了参数对系统工况的实时最优化,从而下层控制器能够准确跟踪上层控制器计算的最优控制律.经仿真验证,在变道-直线行驶和U形轨迹中,分层协调最优控制器的跟踪精度最高,且控制律幅值整体小于另外两种控制器.在连续转弯、大曲率等复杂道路的跟踪控制中,分层协调最优控制器能够实现较高精度跟踪,而文献12优化控制跟踪失败.实验结果表明,分层协调最优控制器具有较强跟踪能力和较好鲁棒性.
Travelling Path Hierarchical Coordinated Optimal Tracking Control of Intelligent Vehicle

Path Tracking ControlUnmanned VehicleHierarchical Coordinated Optimal ControlParameters In-telligent CalibrationLQR Optimal Control

包套图、曾岑

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渤海船舶职业学院,辽宁葫芦岛 125000

大连理工大学,辽宁 大连 116024

路径跟踪控制 无人车辆 分层协调最优控制 参数智能整定 LQR最优控制

辽宁省职业教育学会科研规划项目

LZY17005

2023

机械设计与制造
辽宁省机械研究院

机械设计与制造

CSTPCD北大核心
影响因子：0.511
ISSN：1001-3997
年,卷(期)：2023.391(9)
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