無(wú)人車軌跡跟蹤與避障控制問(wèn)題一直是無(wú)人駕駛系統(tǒng)中的熱點(diǎn)問(wèn)題,是無(wú)人駕駛技術(shù)的核心研究?jī)?nèi)容,該方面的研究對(duì)提高道路行駛安全具有重要意義。預(yù)測(cè)控制(Model Predictive Control,簡(jiǎn)稱MPC)由于其模型預(yù)測(cè)、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正的鮮明特點(diǎn),使其成為目前公認(rèn)處理復(fù)雜系統(tǒng)多變量約束控制的有效算法。無(wú)人車系統(tǒng)是一個(gè)典型的多變量耦合系統(tǒng),相比于其它算法,預(yù)測(cè)控制具有天然的優(yōu)勢(shì)。因此,本文在模型預(yù)測(cè)控制框架下,進(jìn)行無(wú)人車的軌跡跟蹤與避障控制研究,主要研究成果如下:(1)建立小角度假設(shè)下的無(wú)人車動(dòng)力學(xué)模型,利用該模型設(shè)計(jì)了基于非線性預(yù)測(cè)控制的無(wú)人車軌跡跟蹤控制算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明MPC算法能夠精準(zhǔn)的跟蹤預(yù)定軌跡。(2)針對(duì)基于非線性控制的無(wú)人車軌跡跟蹤算法計(jì)算耗時(shí)大的問(wèn)題,提出了基于多步線性化預(yù)測(cè)控制的無(wú)人車軌跡跟蹤算法。該算法在無(wú)人車標(biāo)稱運(yùn)動(dòng)軌跡附近采用多步線性化策略計(jì)算最優(yōu)控制序列,并采用迭代策略進(jìn)行無(wú)人車標(biāo)稱運(yùn)動(dòng)軌跡的估計(jì)。與非線性MPC和單步線性化策略相比,仿真結(jié)果表明該方法能夠大大降低算法運(yùn)算時(shí)間,并具有很高的跟蹤精度。(3)針對(duì)傳統(tǒng)無(wú)人車雙層避障控制算法設(shè)計(jì)復(fù)雜、占用運(yùn)算資源...

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 無(wú)人駕駛跟蹤控制與避障算法綜述
        1.2.1 無(wú)人駕駛跟蹤控制系統(tǒng)綜述
        1.2.2 無(wú)人駕駛避障控制系統(tǒng)綜述
    1.3 研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
第二章 無(wú)人車的動(dòng)力學(xué)建模與軌跡跟蹤控制
    2.1 引言
    2.2 無(wú)人車動(dòng)力學(xué)模型
    2.3 Carsim/Simulink仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介
    2.4 基于非線性預(yù)測(cè)控制的軌跡跟蹤控制算法
        2.4.1 優(yōu)化命題描述
        2.4.2 優(yōu)化命題求解
        2.4.3 非線性預(yù)測(cè)控制算法流程
    2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        2.5.1 動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證
        2.5.2 非線性預(yù)測(cè)控制仿真實(shí)例與分析
    2.6 小結(jié)
第三章 基于多步線性化預(yù)測(cè)控制的無(wú)人車軌跡跟蹤算法
    3.1 引言
    3.2 無(wú)人車線性時(shí)變模型
    3.3 基于多步線性化的無(wú)人車模型預(yù)測(cè)控制算法
        3.3.1 基于多步線性化的模型預(yù)測(cè)
        3.3.2 滾動(dòng)優(yōu)化命題
        3.3.3 標(biāo)稱軌跡迭代更新策略
    3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
        3.4.1 圓形軌跡實(shí)驗(yàn)仿真
        3.4.2 雙移線軌跡仿真
        3.4.3 控制效果對(duì)比
    3.5 小結(jié)
第四章 基于模型預(yù)測(cè)控制的單層無(wú)人車避障算法
    4.1 引言
    4.2 單層無(wú)人車避障問(wèn)題構(gòu)造
    4.3 基于泰勒展開(kāi)的無(wú)人車避障算法
        4.3.1 避障函數(shù)泰勒展開(kāi)
        4.3.2 避障優(yōu)化命題構(gòu)造及求解
        4.3.3 無(wú)人車避障算法流程
        4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
    4.4 基于雙線性插值的無(wú)人車避障算法
        4.4.1 雙線性插值原理
        4.4.2 避障算法優(yōu)化命題構(gòu)造
        4.4.3 QP問(wèn)題轉(zhuǎn)化
        4.4.4 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 研究與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄1: 作者簡(jiǎn)介
    附錄2: 作者在攻讀碩士期間的主要成果



本文編號(hào)：3869797