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专利号: 2023105721890
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,包括以下步骤:将目标车辆的车辆模型简化为自行车模型,建立二自由度车辆模型;

基于二自由度车辆模型建立车辆轨迹跟踪模型;

利用正交分解法和状态反馈法,建立车辆轨迹跟踪模型的反馈耗散Hamilton系统;

根据所述反馈耗散Hamilton系统,结合Hamilton鲁棒控制方法,设计广义Hamilton鲁棒控制器。

2.根据权利要求1所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,所述二自由度车辆模型为:其中,m为车辆的整车质量;Iz为车辆绕z轴的转动惯量;a、b为车辆质心到前、后轴的距离;y为车辆的横向位移;为车辆航向角;为车辆横向速度;为车辆横摆角速度;vx为车辆纵向速度;Cαf、Cαr分别为前、后轮侧偏刚度;δf为车辆的前轮转角。

3.根据权利要求2所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,所述车辆轨迹跟踪模型为:其中,A,B,C为系数矩阵; 为状态量;u=δf为控制量;ω为参考路径信息对系统的干扰;e为横向误差; 为航向误差;

为期望的

车辆横摆角速度。

4.根据权利要求3所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,所述车辆轨迹跟踪模型的反馈耗散Hamilton系统为:

4 2 2

其中,x∈R ;u∈R;ω∈R 是干扰;y∈R 是输出;z∈R是评价信号;r(x)是列满秩的权重矩阵, 是反对称矩阵;R1()≥0是对称半正定矩阵。

5.根据权利要求4所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,所述广义Hamilton鲁棒控制器为:式中,λ为干扰抑制水平;r(x)为列满秩的权重矩阵。

6.根据权利要求1‑5任意一项所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:采用Lyapunov函数对广义Hamilton鲁棒控制器进行推导验证。

7.根据权利要求6所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法,其特征在于,所述采用Lyapunov函数对广义Hamilton鲁棒控制器进行推导验证,包括:广义Hamilton鲁棒控制器的Hamilton‑Jacobian不等式为:当 时,闭环系统的L2范数增益不大于λ,广义Hamilton鲁棒控制器的稳定性能够得到保证;

当ω=0时,

因此,该闭环系统收敛于包含在下列集合内的最大不变集上:由上式可知,当 时,x2=x4=0, 结合横向误差的计算公式以及智能车辆轨迹跟踪控制系统式,得出x1=x3=0;由LaSalle不变原理可得,当ω=0时闭环系统式是渐近稳定的,故智能车辆轨迹跟踪耗散Hamilton系统式的H∞控制问题由广义Hamilton鲁棒控制器u完成。

8.一种智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制系统,其特征在于,包括:模型简化模块,用于将目标车辆的车辆模型简化为自行车模型,建立二自由度车辆模型;

轨迹跟踪模型建立模块,用于基于二自由度车辆模型建立车辆轨迹跟踪模型;

Hamilton系统建立模块,用于利用正交分解法和状态反馈法,建立车辆轨迹跟踪模型的反馈耗散Hamilton系统;

鲁棒控制器设计模块,用于根据所述反馈耗散Hamilton系统,结合Hamilton鲁棒控制方法,设计广义Hamilton鲁棒控制器。

9.一种计算机设备,其特征在于,包括处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述计算机设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如权利要求1‑7任一所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法的步骤。

10.一种存储介质,其特征在于,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1‑7任一所述的智能车辆轨迹跟踪鲁棒控制方法的步骤。