基于模糊LQR的智能汽车路径跟踪控制

为保证智能汽车在不同车速下路径跟踪的精确性与稳定性,本文中设计了一种带有预瞄PID转角补偿的模糊线性二次型调节器(LQR)以进行路径跟踪控制.首先,基于路径跟踪误差模型设计了LQR控制器,并采用预瞄PID方法进行转角补偿,消除稳态误差,提高跟踪精度.接着,针对固定权重系数的控制器对于不同车速适应性较差的问题,提出了一种...     

FSAC赛车轨迹跟踪协同控制策略研究

针对中国大学生方程式赛车（FSAC）在比赛中横向-纵向协同控制的轨迹跟踪精度和稳定性问题,根据现代控制理论和经典控制理论提出一种以纵向速度为结合点的线性二次控制器（LQR）和比例-积分-微分算法（PID）的横纵向协同控制策略,并根据赛车相对参考轨迹的位置设计了一种协同控制器。建立二自由度车辆动力学模型,基于该模型设计了横向LQR位置跟踪控制器和纵向PID速度跟踪控制器。所设计的控制策略在CarSim和Simulink搭建的循迹工况联合仿真场景下进行仿真验证,仿真结果为纵向位置偏差小于0.07 m,横向位置偏差小于0.03 m。对控制算法进行实车验证,结果表明,该策略有效提高了赛车的轨迹跟踪精度和行驶稳定性。     

基于模糊PID控制的汽车防抱制动系统控制算法研究

提出一种基于模糊PID控制的防抱制动系统控制方式。针对简化的汽车纵向双轮模型,设计了模糊PID控制器,讨论了模糊 PID控制切换参数的选取,并具体介绍了模糊控制器的设计。仿真对比试验验证了模糊PID控制性能优于单一的PID控制和模糊控制。     

大扭矩商用车EPS系统回正补偿策略研究

车辆回正控制是决定转向系统好坏的一个重要因素。针对新能源大扭矩商用车存在回正不足或回正超调问题,文章提出了基于多种群遗传算法（MPGA）优化的模糊比例-积分-微分（PID）控制算法,建立了电动助力转向（EPS）系统动力学模型、方向盘转角估计模型与回正补偿控制策略,根据估计的方向盘转角确定电机的期望输出扭矩,以此确定电机电枢电压,从而实现回正补偿。利用MPGA优秀的全局寻优性能,对模糊PID控制器参数进行优化。经Simulink仿真试验证明,提出的基于MPGA优化的模糊PID控制算法,相较于PID控制与模糊PID控制,回正性能得到改善。     

基于SCGM(1,1)模型的灰色PID控制器仿真

一种结合传统PID反馈控制方法和SCGM(1,1)预测模型的灰色预测控制器,用来代替传统PID控制器。该控制器可根据预测精度来自动调整控制器参数,使控制器对系统响应具有适应性,该控制器可使系统获得更为优良的动态性能和鲁棒性。     

基于蚁群算法的EPS系统仿真研究

针对车辆电动助力转向系统(EPS)的特点,提出了基于蚁群算法的电动助力转向系统控制策略,将蚁群算法与模糊PID控制器相结合,根据车辆不同运行工况,通过实时在线优化模糊PID控制器中的控制参数,进一步提高EPS系统的控制精度与收敛速度,通过Matlab/Simulink进行了各种运行工况下整车EPS系统的仿真实验。实验结果表明,与常规PID控制相比,采用基于蚁群算法的控制策略,EPS系统的控制精度高、超调量小、调整时间短,该控制策略具有蚁群算法收敛响应速度快和PID控制精度高的优点,适合应用于车辆EPS系统。     

线控双电机转向系统滑模同步控制及其硬件在环仿真

为了满足高等级自动驾驶转向执行机构的高安全性需求，研究一种采用冗余双电机转向执行机构的线控转向系统，针对双电机在转角伺服控制过程中存在的不同步问题，提出一种基于滑模控制的同步控制策略。首先，对采用冗余双电机转向执行机构的线控转向系统进行结构原理的分析，建立线控系统转向执行机构模型和车辆二自由度模型；然后，为实现转向执行机构的转角伺服控制，在位置、速度、电流的三闭环控制策略的基础上设计速度同步控制器。为解决2个转向执行电机运行过程中存在的速度不同步问题，采用滑模控制方法，将2个电机的转速差值作为控制器的输入量，得到双电机电流的补偿量，并将其叠加至双电机的目标电流中。同时，将上述控制策略与传统PID控制进行对比仿真试验，验证了基于滑模同步控制的线控双电机执行器能够更好地协调双电机的转速，实现双电机同步运行。最后，搭建线控转向硬件在环试验台，对所设计的控制策略的有效性进行验证。结果表明：所设计的双电机线控转向系统滑模同步控制策略能够在实现转角伺服控制的同时，减少双电机的速度不同步现象，保证线控转向系统转角伺服的同步性能。     

基于横向稳定的减速变道轨迹与跟踪控制

随着自动驾驶的发展,无人自动驾驶车辆的控制已经成为热点.而无人自动驾驶车辆的安全性和稳定性是重中之重.针对智能驾驶汽车在一定换道距离下保持稳定的减速换道鲁棒性差的问题,提出了 一种基于MPC模型预测控制器和比例积分PI控制器相结合双控制器的变道稳定性轨迹确定与跟踪控制方法.为了确定汽车行驶路线,横向与纵向位移分别由5次...     

驾驶机器人车辆的多模式切换控制EI北大核心CSCD

为实现不同驾驶工况下精确的车速与轨迹跟踪,提出了一种驾驶机器人车辆多模式切换控制方法。通过分析驾驶机器人操纵自动挡车辆踏板与转向盘的运动,建立了驾驶机器人加速与制动机械腿和转向机械手的运动学模型和车辆纵横向动力学模型。在此基础上,设计了加速/制动机械腿切换控制器、模糊PID/模糊PID+Bang-Bang车速切换控制器和模糊PID/模糊PID+Bang-Bang转向切换控制器。加速/制动机械腿切换控制器以目标车辆加速度为切换规则,协调控制加速和制动机械腿,车速切换控制器以车速误差作为Bang-Bang控制器的模式决策准则和模糊PID控制器的输入,转向切换控制器以轨迹跟踪侧向误差作为Bang-Bang控制器的模式决策输入,并以当前与下一个控制时刻横摆角速度之差作为模糊PID控制器的输入。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。     

基于GA-PSO的智能汽车横向LQR控制器优化设计

针对线性二次型调节器（LQR）在智能汽车横向控制中,系数矩阵Q和R选取困难导致的控制精度低和参数整定效率低的问题,提出了一种遗传粒子混合优化（GA-PSO）方法。基于车辆二自由度模型设计了横向LQR控制器和前馈控制器,以该模型下控制器自身能量损失函数作为代价函数对系数矩阵进行优化,并对比了GA-PSO和粒子群优化（PSO）算法的优化效果。CarSim/Simulink联合仿真结果表明,经GA-PSO算法优化后的控制器跟踪精度和计算效率分别提高了47.06%和63.54%,且优化后的控制器具有较强的鲁棒性。     

风帆助航船舶帆角控制系统分析与设计

针对风帆助航船舶装置帆角控制问题,基于模糊PID控制理论实现了对风帆助航船舶帆角的控制.针对风帆助航船舶装置双闭环控制结构特点,分别设计了P控制器对内回路位移量和外回路帆角进行控制,采用劳斯稳定判据方法给出了帆角控制系统稳定性条件.在此基础上,对于主回路分别设计了经典P控制器和模糊P控制器,基于模糊控制理论对模糊P控制器参数进行了自适应选取.仿真结果表明,所设计的模糊PID控制器能获得较快的响应速度,并且无超调.      

基于MATLAB/SIMULINK的汽车电动助力转向系统特性仿真

为了研究电动汽车EPS助力特性对汽车操纵稳定性的影响,在对EPS工作原理和助力特性进行分析的基础上,建立了EPS动力学方程,设计了一种能实现理想助力特性的PID控制器。基于MATLAB/SIMULINK对其进行了仿真分析,结果表明,系统加入PID控制后齿条位移、方向盘转角及检测转矩相比无控制时运行更平稳,调节时间分别缩短0.2,0.4,0.4 s;前助力转矩阶跃响应呈高频波动,电机内部的波动现象明显改善,PID控制器对于EPS的助力特性具有更好的控制效果和稳定性。     

基于REINFORCE算法和神经网络的无人驾驶车辆变道控制

针对无人驾驶车辆变道超车场景，研究基于REINFORCE算法和神经网络技术的无人驾驶车辆变道控制策略。通过车辆动力学模型确定模型的反馈量、控制量和输出限幅要求; 设计神经网络控制器的结构，根据REINFORCE算法设计控制器训练方案; 分析经验池数据数值和方差过大的问题，提出1种经验池数据预处理的方法以改进控制器训练方案; 结合无人驾驶车辆运行场景，分析和研究强化学习过程中产生的奖励分布稀疏问题，并针对该问题提出1种基于对数函数的奖励塑造解决方案; 与PID控制器和LQR控制器进行对比实验验证。实验结果表明，与PID相比，该控制策略有更小的最大误差，变道过程更安全; 与LQR相比，该控制策略性能表现接近，以此证明其用于无人驾驶车辆变道控制任务的可行性。此外，记录在不同平台下该控制策略的执行时间以证明其实时性和在轻量级平台运行的可行性。      

无人驾驶车辆轨迹跟踪控制研究

为了提升智能车辆在轨迹跟踪控制中的性能,文章基于车辆运动学模型建立了一种带有前馈补偿和反馈最优控制策略的线性二次型调节器(LQR)轨迹跟踪控制算法。并通过搭建Carsim/Simulink联合仿真模型,验证该算法在不同工况下的轨迹跟踪效果。结果表明,该算法在不同车速和不同路面附着条件下都能保证无人驾驶车辆准确地跟踪参考轨迹,且具有较强的鲁棒性。     

基于扰动观测的智能驾驶主动抗扰纵向车速控制算法

为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采用扩张状态观测器(ESO)在线估计内外部扰动,并在控制端进行补偿,实现了对车速的精确闭环控制。在弯道、环岛等路况下进行了实车实验。结果表明:该算法可以在5 s内控制车速从怠速快速跟踪到目标车速,总体平均误差为0.17 km/h。因而,该算法较传统的比例积分微分(PID)有更好的响应性、控制精度和抗扰性。     

基于PLC的垃圾焚烧炉控制系统的设计

垃圾焚烧的控制是一个典型的过程控制,目前用于过程控制的主要有简单的单回路仪表控制、工控机(IPC)、可编程控制器(PLC)以及DCS。其中,可编程控制器具有更强的抗干扰能力和良好的系统稳定性,并且具有体积小,编程简单,更容易为操作人员所接受的特点。本文采用可编程控制器作为系统控制核心,以软件设计为主,详细论述焚烧炉系统的顺序控制及燃烧过程控制的软件实现过程。     

发动机主动悬置3种控制方法的比较

应用LMS自适应前馈控制、LQR控制和模糊PID控制3种方法对发动机电磁式主动悬置进行研究.在MATLAB/Simulink环境下建立了主动悬置控制系统模型,并以车身垂向加速度为性能指标进行了仿真分析,对比了采用上述3种控制方法时主动悬置的隔振能力、鲁棒性和稳定性.仿真结果表明,在主动悬置的控制上模糊PID控制方法优于其他两种控制方法.     

智能汽车转向机构转角闭环控制方法

文章首先对某智能汽车的转向机构进行数学建模,然后通过合理简化得到了转向机构可以近似为二阶振荡系统的结论。设计了基于PID控制器的转角闭环控制器,在PID参数整定的过程中,采用了临界灵敏度法。实车试验证明,最终得到的转角闭环控制器响应速度快,控制精度高。     

基于神经PID的永磁无刷直流电机调速控制器设计

在分析永磁无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础上,建立了相应的仿真模型。设计了用于BLDCM转速控制的神经PID控制器。通过仿真计算,验证了神经PID响应快、跟随性好、鲁棒性强的特点,能够满足干式双离合器式自动变速器中对离合器作动控制系统的要求。     

四轴车辆全轮转向之自动模式研究

在第2轴转角比例于第1轴转角,第3轴转角比例于第4轴转角的条件下,从理论上分析了全轮转向与双前桥转向之间的差异。接着以质心侧偏角为零,设计了控制器一和控制器二两种控制器,并再次分析了双前桥转向、带控制器一的全轮转向和带控制器二的全轮转向三者之间的区别与联系,为四轴车辆的全轮转向技术的研究提供了理论参考。