基于預(yù)瞄滾動時域LQR的無人駕駛汽車路徑跟蹤研究.pdf

1、無人駕駛汽車能夠解放人類的雙手，降低發(fā)生交通事故的頻率，保證人們的安全，故無人駕駛作為汽車未來的發(fā)展方向，對于汽車行業(yè)甚至是交通運(yùn)輸業(yè)有著深遠(yuǎn)影響。同時隨著人工智能、傳感器檢測等核心技術(shù)的突破和不斷發(fā)展，無人駕駛必將更加智能化，也能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛汽車的產(chǎn)業(yè)化，因此無人駕駛汽車已逐步成為世界汽車研究的熱點(diǎn)。路徑跟蹤控制是無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)之一，其主要目的是跟蹤期望路徑，同時保證運(yùn)行車輛的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。它屬于汽車控制系統(tǒng)中的上層控制

2、，而下層控制則是通過電機(jī)來控制轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，上層控制與下層控制設(shè)計(jì)的好壞直接影響著無人車智能行為的好壞，因此研究無人駕駛汽車路徑跟蹤控制具有重大意義。
　　論文的主要研究工作有:
　　為了獲得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)（轉(zhuǎn)動慣量J、阻尼系數(shù)B和剛度系數(shù)K），首先詳細(xì)研究了系統(tǒng)辨識的常用方法，然后對常用的辨識方法從辨識精度、抗干擾能力及收斂性方面做了仿真對比，最終選用帶遺忘因子的遞推最小二乘法來辨識轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)并采用MATLAB/GUIDE軟

3、件編寫了可視化界面。
　　研究了轉(zhuǎn)向盤控制。在無法準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)的情況下，采用傳統(tǒng)的PID控制轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，控制效果無法滿足工業(yè)要求。本文利用辨識的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)，搭建了魯棒反演滑?？刂破鳎瑢?shí)驗(yàn)表明該控制器具有很好的魯棒性，控制的精度也達(dá)到期望目標(biāo)。
　　研究了路徑跟蹤控制。以多點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員模型結(jié)合線性二次型最優(yōu)控制(LQR)為基礎(chǔ)，采用滾動時域(Receding Horizon)方法推導(dǎo)轉(zhuǎn)向控制策略，利用雙移線和蛇形線兩