側(cè)向速度已知與未知情形下智能車(chē)輛路徑跟蹤.pdf

1、隨著汽車(chē)普及率的快速增長(zhǎng),各種各樣的交通問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生,不僅給人們的工作和生活造成很多困擾,還導(dǎo)致了大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。鑒于這些交通問(wèn)題的頻繁發(fā)生,大量的研究人員開(kāi)始對(duì)智能車(chē)輛控制展開(kāi)研究。智能車(chē)輛是一種典型的高新技術(shù)綜合體,它綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)學(xué)、機(jī)器人學(xué)、傳感器、控制器、信息通信等技術(shù),在很多工程領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。在智能車(chē)輛控制領(lǐng)域中,路徑跟蹤控制技術(shù)是最重要的控制技術(shù)之一,是保證車(chē)輛沿期望路徑精確跟蹤和安全行駛的關(guān)鍵。車(chē)

2、輛在進(jìn)行路徑跟蹤過(guò)程中,首要的控制目標(biāo)是側(cè)向控制。這樣就需要一個(gè)具有高性能的控制器來(lái)確保車(chē)輛在進(jìn)行路徑跟蹤時(shí)具有處理突發(fā)的緊急情況的能力。而車(chē)輛在行駛過(guò)程中,側(cè)向速度的大小是決定車(chē)輛能否按期望路線(xiàn)精確行駛的一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)車(chē)輛發(fā)生側(cè)偏時(shí),就需要控制器對(duì)車(chē)輛作出調(diào)節(jié)來(lái)使車(chē)輛回到安全的行駛狀態(tài)中,從而實(shí)現(xiàn)安全行駛。目前,針對(duì)車(chē)輛側(cè)向速度的控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但這大多數(shù)都是在側(cè)向速度已知的情況下做出的研究。在實(shí)際情況中,側(cè)向速度的測(cè)量是需要

3、通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,但這樣的傳感器成本很高,在商用汽車(chē)領(lǐng)域難以應(yīng)用。所以本文在考慮車(chē)輛側(cè)向速度未知的情況下構(gòu)造一個(gè)擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器,通過(guò)觀(guān)測(cè)器對(duì)車(chē)輛側(cè)向速度進(jìn)行估計(jì),然后控制器根據(jù)狀態(tài)觀(guān)測(cè)器所估計(jì)的側(cè)向速度施加相應(yīng)的控制,從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛路徑跟蹤控制。這樣既節(jié)約了成本,又提高了車(chē)輛安全性。正是這些激發(fā)了本文的研究。
　　本文的主要研究工作如下:
　　第一章,主要介紹智能車(chē)輛的研究背景與研究意義,回顧了近年來(lái)車(chē)輛路徑跟蹤控制發(fā)展現(xiàn)狀

4、。
　　第二章,主要研究在側(cè)向速度已知情形下車(chē)輛的路徑跟蹤問(wèn)題。針對(duì)車(chē)輛側(cè)向速度已知的情形,建立帶有時(shí)變不確定側(cè)偏剛度的多面體線(xiàn)性車(chē)輛模型,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛路徑跟蹤控制。通過(guò)李雅普諾夫(Lyapunov)方法和線(xiàn)性矩陣不等式(LMI)方法給出控制器增益的存在條件。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提方法的有效性。
　　第三章,主要研究在側(cè)向速度未知情形下車(chē)輛的路徑跟蹤問(wèn)題。針對(duì)車(chē)輛側(cè)向速度未知的情形,建立帶有未知干擾的車(chē)輛模