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非匹配不确定性影响下的无人车路径跟踪控制 被引量：9
1
作者 张守武 李擎 +1 位作者 王恒 吕萌 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期160-166,共7页
针对无人车在非匹配不确定性影响下的路径跟踪控制问题,设计一种基于线性矩阵不等式(LMI)的滑模控制器.首先,根据车辆运动学和动力学方程,同时考虑轮胎侧滑造成的不确定性、车辆侧偏约束以及随机干扰影响,建立车辆非线性不确定系统模型... 针对无人车在非匹配不确定性影响下的路径跟踪控制问题,设计一种基于线性矩阵不等式(LMI)的滑模控制器.首先,根据车辆运动学和动力学方程,同时考虑轮胎侧滑造成的不确定性、车辆侧偏约束以及随机干扰影响,建立车辆非线性不确定系统模型;然后,提出一种线性滑模路径跟踪控制方法,给出线性滑模面存在的充分条件,并推导出线性滑模面存在的显式公式,以保证约束于该滑模面的降阶等价系统的二次稳定性;最后,在SerretFrenet坐标系下验证车辆单、双移线运动时的路径跟踪控制效果.仿真结果表明,所设计的滑模控制器可以保证对参考路径的稳定跟踪,具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 非匹配不确定性 横向控制 滑模控制 线性矩阵不等式 serret-frenet坐标系
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Serret-Frenet坐标系下AUV自适应路径跟踪控制 被引量：5
2
作者 齐雪 张利军 赵杰梅 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2016年第11期1851-1864,共14页
考虑自治水下机器人(AUV)在水平面运动状况,针对路径跟踪控制问题,为了简化控制器推导过程,引入Serret-Frenet坐标系,并在此坐标系下建立路径跟踪误差系统;路径上的虚拟参考目标点不是距离AUV的最近点,从而放宽了控制器设计的初始条件限... 考虑自治水下机器人(AUV)在水平面运动状况,针对路径跟踪控制问题,为了简化控制器推导过程,引入Serret-Frenet坐标系,并在此坐标系下建立路径跟踪误差系统;路径上的虚拟参考目标点不是距离AUV的最近点,从而放宽了控制器设计的初始条件限制;同时考虑速度规划指标并采用视线角导航,使得AUV实现有经验的舵手操舵行为.该方法充分考虑了AUV动态系统中大量参数时变的特性,对于系统内部参数变化、不确定性以及外部干扰具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 自治水下机器人 路径跟踪 自适应控制 serretfrenet坐标系
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基于Serret-Frenet坐标系的多AUV编队路径跟踪控制 被引量：9
3
作者 赵宁宁 徐德民 +1 位作者 高剑 张秦南 《鱼雷技术》 2015年第1期35-39,共5页
针对多自主水下航行器(AUV)的编队路径跟踪控制问题,提出了基于Serret-Frenet坐标系的虚拟结构编队控制方法,分为单个AUV队形路径跟踪控制,以及多个AUV间路径跟踪参考点的一致性协调控制两部分。首先为每个AUV定义一个沿期望路径运动的... 针对多自主水下航行器(AUV)的编队路径跟踪控制问题,提出了基于Serret-Frenet坐标系的虚拟结构编队控制方法,分为单个AUV队形路径跟踪控制,以及多个AUV间路径跟踪参考点的一致性协调控制两部分。首先为每个AUV定义一个沿期望路径运动的路径跟踪参考点,并以其为原点建立Serret-Frenet坐标系描述编队跟踪误差及动态模型。通过对AUV的航向角和速度的控制,使其跟踪并收敛于该Serret-Frenet坐标系下的期望队形位置。然后采用基于比例-积分控制的一致性算法,调节各个参考点的路径参数变化率使其达到一致,并以给定的期望速度沿路径运动。通过数学仿真实现了3个AUV以一定队形跟踪期望路径,验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 自主水下航行器 编队控制 路径跟踪 serret-frenet坐标系
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参考航速时变的无人船轨迹跟踪控制方法 被引量：1
4
作者 雷超凡 初秀民 +2 位作者 柳晨光 吴文祥 李松龙 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期83-87,共5页
针对参考航速时变的无人船(unmanned surface vehicle,USV)曲线轨迹跟踪控制问题,提出基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的USV轨迹跟踪控制方法。建立USV三自由度运动模型,在已知期望轨迹的前提下,构建Serret-Frenet坐标... 针对参考航速时变的无人船(unmanned surface vehicle,USV)曲线轨迹跟踪控制问题,提出基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的USV轨迹跟踪控制方法。建立USV三自由度运动模型,在已知期望轨迹的前提下,构建Serret-Frenet坐标系,利用投影法找到期望点,引入时变的期望参考速度函数,在控制时域内构造出了时变的参考量序列。针对轨迹跟踪控制需求,结合USV位置、投影点位置、期望点位置、合速度方向及期望方向设计了轨迹跟踪控制目标函数,考虑USV动力机构约束,设计USV时变参考量的轨迹跟踪模型预测控制器。仿真结果表明,设计的轨迹跟踪控制器对参考位置和参考航速均具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 航速控制 serret-frenet坐标系 模型预测控制 轨迹跟踪
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基于非奇异终端滑模的欠驱动UUV航迹跟踪控制 被引量：3
5
作者 李明 李铜桥 《应用科技》 CAS 2018年第2期11-16,共6页
针对欠驱动UUV在模型参数数摄动以及未知恒定海流(对控制器而言)干扰下的水平面直线航迹跟踪控制问题,提出了一种基于非奇异终端滑模的航迹跟踪控制控制策略。首先,利用离散航迹点,规划出期望航迹;然后,基于视线法(LOS)以及Serret-Frene... 针对欠驱动UUV在模型参数数摄动以及未知恒定海流(对控制器而言)干扰下的水平面直线航迹跟踪控制问题,提出了一种基于非奇异终端滑模的航迹跟踪控制控制策略。首先,利用离散航迹点,规划出期望航迹;然后,基于视线法(LOS)以及Serret-Frenet坐标系,建立起航迹跟踪制导律;进而,将航迹跟踪控制问题转化为航向角的镇定问题。利用非奇异终端滑模控制方法,设计出全局有限时间收敛的动力学控制器。仿真实验结果表明:该跟踪控制策略可以精确地执行水平面直线航迹跟踪任务;对于模型参数摄动以及未知恒定海流,所设计的控制策略具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 欠驱动UUV 航迹跟踪 航迹点 视线法 serret-frenet坐标系 非奇异终端滑模 模型参数摄动 全局有限时间稳定
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