為提高農(nóng)用運(yùn)輸車輛路徑跟蹤的魯棒穩(wěn)定性,該文結(jié)合農(nóng)用運(yùn)輸車輛特點(diǎn)基于非線性模型預(yù)測控制設(shè)計了路徑跟蹤控制器。該方法將路徑跟蹤問題轉(zhuǎn)化為求解滿足速度、轉(zhuǎn)角約束的最優(yōu)值問題。該方法首先將農(nóng)用車的非線性運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行離散化,推出遞推模型作并為控制器預(yù)測方程;然后構(gòu)建新的狀態(tài)量設(shè)計目標(biāo)函數(shù),添加系統(tǒng)控制量、狀態(tài)量約束條件;最后將預(yù)測方程帶入目標(biāo)函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為基于遞推序列的二次規(guī)劃法響應(yīng)問題;為增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性,利用實(shí)時反饋與滾動優(yōu)化實(shí)現(xiàn)控制器的閉環(huán)校正;重復(fù)以上過程,實(shí)現(xiàn)預(yù)測控制。Matlab的仿真表明:非線性模型預(yù)測控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對所設(shè)計路徑的有效跟蹤且具有較強(qiáng)的魯棒穩(wěn)定性。當(dāng)測試車輛以3m/s的速度跟蹤參考軌道時,最大橫向偏差為13.36cm,最大縱向偏差為34.61cm。當(dāng)增加的水平偏差擾動Yr小于1.5m時,控制器可以快速調(diào)整車輛,使測試車輛可以返回參考軌跡并繼續(xù)行駛。同時進(jìn)行了與線性模型預(yù)測控制器的比較實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)的線性模型預(yù)測控制器相比,當(dāng)以3m/s的速度執(zhí)行圓形路徑跟蹤時,水平偏離軌道的距離減少了36.8%,縱向偏差減少了32.98%。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程技術(shù). 2020,40(24)

【文章頁數(shù)】：1 頁


本文編號：3490841