基于預(yù)瞄滾動(dòng)時(shí)域LQR的無(wú)人駕駛汽車(chē)路徑跟蹤研究.pdf

1、無(wú)人駕駛汽車(chē)能夠解放人類(lèi)的雙手，降低發(fā)生交通事故的頻率，保證人們的安全，故無(wú)人駕駛作為汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)于汽車(chē)行業(yè)甚至是交通運(yùn)輸業(yè)有著深遠(yuǎn)影響。同時(shí)隨著人工智能、傳感器檢測(cè)等核心技術(shù)的突破和不斷發(fā)展，無(wú)人駕駛必將更加智能化，也能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人駕駛汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化，因此無(wú)人駕駛汽車(chē)已逐步成為世界汽車(chē)研究的熱點(diǎn)。路徑跟蹤控制是無(wú)人駕駛關(guān)鍵技術(shù)之一，其主要目的是跟蹤期望路徑，同時(shí)保證運(yùn)行車(chē)輛的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。它屬于汽車(chē)控制系統(tǒng)中的上層控制

2、，而下層控制則是通過(guò)電機(jī)來(lái)控制轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，上層控制與下層控制設(shè)計(jì)的好壞直接影響著無(wú)人車(chē)智能行為的好壞，因此研究無(wú)人駕駛汽車(chē)路徑跟蹤控制具有重大意義。
　　論文的主要研究工作有:
　　為了獲得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J、阻尼系數(shù)B和剛度系數(shù)K），首先詳細(xì)研究了系統(tǒng)辨識(shí)的常用方法，然后對(duì)常用的辨識(shí)方法從辨識(shí)精度、抗干擾能力及收斂性方面做了仿真對(duì)比，最終選用帶遺忘因子的遞推最小二乘法來(lái)辨識(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)并采用MATLAB/GUIDE軟

3、件編寫(xiě)了可視化界面。
　　研究了轉(zhuǎn)向盤(pán)控制。在無(wú)法準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)的情況下，采用傳統(tǒng)的PID控制轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，控制效果無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)要求。本文利用辨識(shí)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)，搭建了魯棒反演滑模控制器，實(shí)驗(yàn)表明該控制器具有很好的魯棒性，控制的精度也達(dá)到期望目標(biāo)。
　　研究了路徑跟蹤控制。以多點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員模型結(jié)合線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制(LQR)為基礎(chǔ)，采用滾動(dòng)時(shí)域(Receding Horizon)方法推導(dǎo)轉(zhuǎn)向控制策略，利用雙移線(xiàn)和蛇形線(xiàn)兩