买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：东北大学

摘要：本发明公开了一种无人驾驶车安全运动状态的鲁棒跟踪控制方法，涉及无人驾驶车的安全跟踪控制技术领域。利用无人驾驶车纵向运动模型，构建了描述速度和加速度的运动状态方程；设计了无人驾驶车运动状态约束条件和控制障碍函数，提出纵向运动安全控制器，并通过优化求解使无人驾驶车获得安全运动状态；基于无人驾驶车横向动力学跟踪误差系统，设计了路径曲率的扩展状态观测器，获得了路径曲率的观测值；提出横向路径跟踪控制策略补偿路径曲率对无人驾驶车稳定运动的影响，提高了无人驾驶车横向路径跟踪的鲁棒性和稳定性。本发明从纵向运动状态安全控制和横向路径稳定跟踪鲁棒控制的新视角，保障无人驾驶车运动的鲁棒性和安全性。

主权项：1.无人驾驶车安全运动状态的鲁棒跟踪控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：利用无人驾驶车纵向运动模型，构建描述速度和加速度的运动状态方程；步骤2：根据所述的运动状态方程，设计运动状态约束条件和控制障碍函数，提出纵向运动安全控制器，并通过优化求解使无人驾驶车获得纵向安全运动状态；步骤3：根据所述的纵向安全运动状态，并应用横向动力学跟踪误差系统，构建无人驾驶车含有路径曲率扩展状态的系统模型；步骤4：根据所述的扩展状态的系统模型，设计路径曲率扩展状态观测器，利用无人驾驶车横向路径跟踪误差，实现路径曲率观测；步骤5：根据所述的路径曲率观测，设计横向路径跟踪鲁棒控制器，补偿路径曲率对无人驾驶车运动的影响，提高跟踪运动的鲁棒性和安全性；所述步骤1中，无人驾驶车纵向运动模型为： 其中，v和a分别表示无人驾驶车纵向实际运动速度和加速度，和分别表示运动速度和加速度的变化率，uL表示控制输入加速度，τd表示时间常数；将无人驾驶车纵向运动模型转化为运动状态方程表达形式为： 其中， x表示无人驾驶车运动状态，x1和x2分别表示速度状态和加速度状态，fx和gx分别表示无人驾驶车状态方程矩阵；所述步骤2中，运动状态约束条件设计如下：|xi|≤bi，i＝1,2其中，b1和b2分别表示速度状态和加速度状态的安全约束值；设计控制障碍函数Bx如下： Bx≥0，对Bx沿x求偏导数得： 表示Bx对x的偏导数；对Bx沿gx求李导数，得到得满足运动状态约束条件的安全控制输入集合Bs为：Bs＝{uL|LfBx+LgBxuL+k1Bx≥0}其中，LfBx表示Bx沿fx的李导数，LgBx表示Bx沿gx的李导数，k1表示大于零的调节参数；根据安全控制输入集合Bs，将纵向运动安全控制器转化为求解如下的二次规划问题： s.t.LfBx+LgBxuL+k1Bx…0其中，P表示给定的正定矩阵，表示uL的转置，表示求解二次规划问题得到的纵向运动安全控制器，σ表示松弛变量，γ表示松弛变量系数；在纵向运动安全控制器的作用下，使无人驾驶车纵向速度状态和加速度状态满足运动状态约束条件；所述步骤3中，横向动力学跟踪误差系统模型为： 其中，ey和分别表示横向路径跟踪误差和偏航角跟踪误差，和分别表示路径跟踪误差和偏航角跟踪误差的变化率，T表示转置符号，δf表示前轮转向角，CR表示路径曲率；a1＝Cf+Cr，a2＝-lfCf-lrCr，Cf和Cr分别表示前后轮的侧偏刚度，lf和lr分别表示质心到前轴和后轴的距离；m表示无人驾驶车质量，Iz表示车辆绕z轴的转动惯量，v表示纵向安全运动速度；令横向动力学跟踪误差系统模型转化为如下形式的跟踪误差系统： 其中，uH＝δf表示无人驾驶车横向路径跟踪的控制输入，并且 将曲率e3视为系统扩展状态，建立无人驾驶车含有路径曲率扩展状态的系统模型如下： 其中，e0t表示曲率项e3一阶可导的表达形式，且e0t有界，即||e0t||≤h0，h0表示曲率变化的上界。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东北大学 无人驾驶车安全运动状态的鲁棒跟踪控制方法