微縮自主車控制系統(tǒng)的研究成果一方面可以應(yīng)用于輔助駕駛系統(tǒng),提升駕駛的安全性和舒適性,另一方面能夠用于無人駕駛策略的模擬實驗,減少實驗的前期投入,提升研究過程的安全性。本文主要研究微縮自主車底層控制,包括縱向速度自適應(yīng)控制和以路徑跟蹤為目標的橫向控制,研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合縱向驅(qū)動的標準工作參數(shù)建立縱向速度輸出模型,為速度控制器固定參數(shù)的仿真獲取提供實驗?zāi)Ｐ�。建立微縮自主車運動學(xué)模型,為位姿狀態(tài)估計和橫向控制律設(shè)計提供依據(jù)。(2)結(jié)合單神經(jīng)元自適應(yīng)PID設(shè)計微縮自主車縱向速度控制器,實現(xiàn)控制器參數(shù)自行調(diào)節(jié)以適應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有差異的不同微縮自主車和不同行駛工況。采用二次型學(xué)習算法優(yōu)化控制增量,減小輸出誤差。提出單神經(jīng)元自適應(yīng)PID與雙曲函數(shù)結(jié)合的非直接型結(jié)構(gòu),進一步約束控制增量,增強系統(tǒng)對反饋環(huán)節(jié)的抗干擾性能。通過“開環(huán)辨識-控制仿真”的方法獲取不同工況下控制器可變參數(shù)的初始值,減少參數(shù)調(diào)節(jié)時間,從而提升控制系統(tǒng)的快速性。不同工況下的對比控制實驗驗證了控制器的自適應(yīng)能力。(3)安裝調(diào)試室內(nèi)超聲波定位系統(tǒng),開發(fā)軟件程序定期檢測、提取和傳送定位信息。根據(jù)定位數(shù)據(jù)和定位標簽安裝的幾何位置關(guān)系解算微縮自主車的位置和姿態(tài)。采用平均延遲時間補償定位數(shù)據(jù)的滯后,并結(jié)合運動學(xué)模型估計微縮自主車實時狀態(tài)。采用卡爾曼濾波器處理定位數(shù)據(jù),提高定位精度。(4)結(jié)合路徑跟蹤算法設(shè)計橫向控制率控制轉(zhuǎn)向輸出。通過直線段的路徑跟蹤實驗確定前視距離的增益系數(shù)K。采用向下搜索的方法確定目標點,解決目標點求取不唯一的問題。增加位置誤差作為轉(zhuǎn)向角度輸出控制依據(jù),減弱定位誤差對橫向控制的影響。采用換向時定量補償?shù)姆椒ㄈ趸捎谵D(zhuǎn)向機構(gòu)存在間隙導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輸出誤差的問題。典型路徑上的路徑跟蹤實驗表明,本文所采用的方法能夠滿足系統(tǒng)要求。綜上所述,本文完成了微縮自主車的基礎(chǔ)控制器的設(shè)計,并進行了相關(guān)的微縮自主車控制實驗,實驗結(jié)果表明橫向和縱向控制器均具有良好的控制效果。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：U463.6;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2812627