基于观测器的无人车$H_infty$预瞄控制器设计
CSTR:
作者:
作者单位:

1. 北京科技大学 自动化学院,北京 100083;2. 北京科技大学 工业过程知识自动化教育部重点实验室,北京 100083;3. 北京科技大学 顺德研究生院,广东 佛山 528300

作者简介:

通讯作者:

E-mail: liqing@ies.ustb.edu.cn.

中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金项目(62173029);科技创新2030-“新一代人工智能重大项目”(2020AAA0108703);中央高校基本科研业务费专项资金项目(FRF-BD-19-002A);汽车安全与节能国家重点实验室开放基金课题项目(KFY2214).


Design of observer-based $H_infty$ preview controller for autonomous guided vehicles
Author:
Affiliation:

1. School of Automation and Electrical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2. Key Laboratory of Knowledge Automation for Industrial Processes of Ministry of Education,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;3. School of Shunde Graduate,University of Science and Technology Beijing,Foshan 528300,China

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    摘要:

    为抑制道路曲率干扰并提高无人车路径跟踪精度,提出一种基于观测器的无人车$H_\infty$预瞄控制器设计方法.首先,将无人车非线性路径跟踪模型转换为线性变参数(linear parameter varying, LPV)系统;然后,建立关于路径曲率的预瞄模型,并将无人车路径跟踪模型与预瞄模型相结合构建增广系统;接着,考虑传感器测量噪声对无人车路径跟踪精度的影响,设计基于观测器的$H_\infty$状态反馈控制器,并将控制器设计问题转化为满足一组线性矩阵不等式的优化问题.Simulink/CarSim联合仿真结果表明,所提出的基于观测器的无人车$H_\infty$预瞄控制方法可以有效减小测量噪声对系统性能的影响,与已有最优控制方法相比,可以取得更好的路径跟踪精度.

    Abstract:

    In order to reject the effects of disturbances on the path tracking accuracy of autonomous guided vehicles(AGVs), an observer-based $H_\infty$ preview controller is proposed. Firstly, the path tracking error model of the AGV is converted into a linear variable parameter(LPV) model. Then, a preview model of the path curvature is established, and an augmented system is constructed by combining the path tracking model and the preview model. Considering the influence of sensor measurement noises on the path tracking accuracy, an observer-based $H_\infty$ state-feedback controller is designed, the design conditions of which are converted into solving a set of linear matrix inequalities(LMIs). Finally, the results of simulation utilizing Simulink/CarSim show that, the proposed $H_\infty$ preview controller receives better path tracking results compared with existing methods, where measurement noises are attenuated effectively.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王恒,梁永裕,李擎,等.基于观测器的无人车$H_infty$预瞄控制器设计[J].控制与决策,2023,38(6):1737-1744

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  • 在线发布日期: 2023-05-13
  • 出版日期: 2023-06-20
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