基于雙率采樣的智能車輛軌跡跟蹤控制.pdf

1、智能交通系統(tǒng)是指將先進控制、計算機及通信技術(shù)應用于現(xiàn)有的公路系統(tǒng)中,來解決當今和未來的交通問題。自動化公路系統(tǒng)(Automated Highway System,簡稱AHS)是智能交通系統(tǒng)的一個重要研究領域。自動化公路系統(tǒng)將車輛運行的狀態(tài)和周邊環(huán)境的狀態(tài)提供給計算機控制系統(tǒng),由車載計算機和通信系統(tǒng)實現(xiàn)車輛自助駕駛.對于智能車輛,最主要的是路徑跟蹤問題。在現(xiàn)有的文獻中,車輛的狀態(tài)量測大多假設以相同的采樣率進行采樣。不同的狀態(tài)變量需要用不同

2、類型傳感器進行測量,不同類型傳感器的有效采樣率范圍一般是不同的。因而,以相同采樣率進行采樣的路徑跟蹤控制的研究存在明顯的局限性,其中的局限性表現(xiàn)在:由于采用多個傳感器的最小采樣率進行采樣,導致部分傳感器的采樣信息不能及時利用和可能造成控制器設計的保守性。因此,有必要研究車輛的多率控制問題。然而,基于多率采樣的車輛控制仍未見報道。為此,本文考慮車載傳感器的雙率采樣方案和基于雙率采樣的切換控制策略,結(jié)合實際路況(直道和彎道),研究車輛的軌跡

3、跟蹤的雙率控制問題.
　　本文的主要研究工作如下:
　　第一章首先簡要介紹了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,其次介紹本文主要的研究問題以及該工作的理論意義和應用價值。
　　第二章研究在直道上智能車輛的軌跡跟蹤雙率采樣控制問題?？紤]車輛在行駛過程中存在隨機干擾,基于傳感器采樣周期的不同引入雙率采樣方案,建立狀態(tài)補償機制以小采樣周期重構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài),設計基于雙率采樣的切換控制器。不同于將雙率采樣轉(zhuǎn)化為單率采樣的提升技術(shù),選取狀態(tài)補償機制實現(xiàn)大

4、采樣率下不可量測的狀態(tài)估計,設計與雙率采樣相關(guān)的切換控制器,該控制器能保證智能車輛抑制隨機干擾沿著目標路徑行駛。最后,在Matlab/Simulink環(huán)境下對汽車模型的路徑跟蹤控制進行仿真,說明本章所提出的基于雙率采樣的切換控制方案的合理性和有效性。
　　第三章研究在彎道上智能車輛的軌跡跟蹤雙率采樣控制問題。考慮車輛在一般彎道處所受向心力的恒值干擾,針對車輛車道保持的轉(zhuǎn)向控制,建立相對路面誤差的側(cè)向動力學模型。基于狀態(tài)的雙率采樣信

5、息,設計與采樣時刻相關(guān)的切換控制器,利用時滯方法,將側(cè)向動力學模型建模為由多個切換時滯子系統(tǒng)構(gòu)成的多采樣系統(tǒng),并基于 LMI的方法,給出設計切換控制器的方法,證明所設計的控制器能夠使智能車輛抑制彎道處向心力的恒值干擾,沿著車道中心線行駛。最后,在Matlab/Simulink環(huán)境下對汽車模型的路徑跟蹤控制進行仿真,說明本章分析結(jié)果是合理的,并演示了所給出的控制器的有效性。
　　第四章總結(jié)了本文的研究工作,進一步展望本文的后續(xù)研究工