基于領(lǐng)航跟隨法的無人車跟隨控制方法研究.pdf

1、本文著力解決無人車編隊(duì)行駛過程中的核心問題:無人車跟隨控制。并基于領(lǐng)航跟隨法建立兩無人車領(lǐng)航跟隨模型?？紤]了實(shí)際道路可能存在的如下情況:兩無人車行駛時(shí)的跟隨間距為時(shí)變量;在實(shí)際的道路行駛中，領(lǐng)航車的路徑為不確定的任意曲線，因此需要考慮無人車的橫縱向綜合跟隨控制;因路面不平穩(wěn)會(huì)使無人車產(chǎn)生顛簸，從而給無人車的車速傳感器帶來檢測(cè)噪聲;領(lǐng)航車在特殊情況下的緊急剎車也會(huì)對(duì)跟隨車的跟隨控制產(chǎn)生挑戰(zhàn)。本文通過分析兩無人車在實(shí)際環(huán)境下的跟隨方式，建立

2、兩無人車的領(lǐng)航跟隨模型，并使用對(duì)擾動(dòng)具有不變性的控制算法設(shè)計(jì)控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在上述的復(fù)雜情況下，跟隨車能夠很好地跟隨領(lǐng)航車行駛。本文的主要研究工作如下:
　　首先，本文對(duì)實(shí)際道路情況下的兩無人車跟隨行駛進(jìn)行分析，在跟隨車以時(shí)變的期望間距和角度跟隨領(lǐng)航車行駛的條件下，引入中間體，建立兩無人車的領(lǐng)航跟隨模型。使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易實(shí)現(xiàn)的線性反饋控制算法設(shè)計(jì)控制器，并使用李雅普諾夫第二法從理論上證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性，用Matlab/Simulin

3、k進(jìn)行仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明本文所建立的模型及所設(shè)計(jì)的線性反饋控制器可以實(shí)現(xiàn)跟隨車以時(shí)變的期望間距和期望角度跟隨領(lǐng)航車行駛。
　　其次，本文使用線性反饋控制器分別對(duì)存在噪聲和擾動(dòng)的復(fù)雜工況下的兩無人車跟隨控制進(jìn)行仿真驗(yàn)證，又將上述兩種工況結(jié)合后進(jìn)行仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明在上述的復(fù)雜工況下，由于線性反饋控制算法的抗擾能力差，不能很好地實(shí)現(xiàn)無人車的跟隨控制。所以本文使用結(jié)構(gòu)較為固定且對(duì)擾動(dòng)具有不變性的滑?？刂扑惴ㄔO(shè)計(jì)控制器，并加入濾波算法對(duì)滑

4、?？刂破鞯亩墩襁M(jìn)行處理后仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)有濾波的滑?？刂破骺梢越鉀Q存在噪聲和擾動(dòng)情況下的兩無人車的正常跟隨行駛問題。
　　最后，考慮到滑模控制器產(chǎn)生的抖振不能完全處理的情況，論文進(jìn)一步使用對(duì)擾動(dòng)具有強(qiáng)魯棒性的魯棒控制算法設(shè)計(jì)控制器，對(duì)兩無人車在復(fù)雜工況下的跟隨行駛進(jìn)行仿真驗(yàn)證并對(duì)比分析。結(jié)果表明，對(duì)本文所建立的模型，魯棒控制器可以很好地解決在復(fù)雜工況下的無人車跟隨行駛問題，實(shí)現(xiàn)跟隨車以時(shí)變的期望相對(duì)距離和角度跟隨領(lǐng)航車