区域交通智能车辆导航控制技术

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1、２００７年７月农业机械学报第３８卷第７期区域交通智能车辆导航控制技术王荣本张荣辉金立生郭烈【摘要】通过系统辨识实验得到车辆转向系统动态特性方程，结合车辆预瞄运动学模型和二自由度转向动力学模型建立基于视觉预瞄的转向动力学控制数学模型，根据线性二次型最优控制理论设计的最优控制器能稳定跟踪直线路径。采用模糊控制快速跟踪弧线导航路径，结合车辆转向系统当前状态和最快动态响应能力建立车辆弧线跟踪时的变结构控制输出集。针对ＪＬＵＩＶⅤ型区域交通智能车辆部分状态

2、变量的不可测性，根据Ｋａｌｍａｎ滤波理论构造状态观测器。仿真和试验结果表明：该控制技术在区域交通智能车辆户外路径跟踪过程中平稳、可靠。关键词：智能车辆导航控制器模糊变结构控制卡尔曼状态观测器中图分类号：ＴＰ２４２６２文献标识码：Ａ┈┇┄┃┉┇┃﹤┄┃┉┇┄━┃┄━┄┎┄﹤┎┇﹤┇ＷａｎｇＲｏｎｇｂｅｎＺｈａｎｇＲｏｎｇｈｕｉＪｉｎＬｉｓｈｅｎｇＧｕｏＬｉｅ（爥牏牓牏牕爺牕牏牤牉牜牞牏牠牪）﹢┈┉┇┉Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｂｙｓｙｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘ

3、ｐｅｒｉｍｅｎｔｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒｅｖｉｅｗｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌａｎｄｔｗｏｄｅｇｒｅｅｓｔｅｅｒｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｖｅｈｉｃｌｅ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｐｒｅｖｉｅｗｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｏｕｌｄｔｒａｃｅｔｈｅｌｉｎｅｐａｔｈｗｅｌｌ．Ａｄｏｐｔｉｎｇｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｔｏｆａｓｔｔｒａｃｋｔｈｅｃｕｒｖｅｐａｔｈ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｕ

4、ｒｒｅｎｔｓｔａｔｅａｎｄｔｈｅｆａｓｔｅｓｔｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｏｕｔｐｕｔｓｅｔｏｆｖｅｈｉｃｌｅｐｅｔｅｒｓｅｎｔｒａｃｋｉｎｇｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅＫａｌｍａｎｏｂｓｅｒｖｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｕｎｍｅａｓｕｒａｂｌｅｓｔａｔｅｖａｒｉａｂｌｅｆｏｒＪＬＵＩＶⅤ（ＣｙｂｅｒＣａｒ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｂｏｔｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ

5、ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｕｌｄｔｒａｃｅｔｈｅｐａｔｈｓｍｏｏｔｈｌｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｕｔｄｏｏｒｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＣｙｂｅｒＣａｒ．┎┌┄┇┈Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅ，Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，Ｆｕｚｚｙｖａｒｉａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，Ｋａｌｍａｎｏｂｓｅｒｖｅｒ特性差别较大，单一的控制技术难以达到跟踪控制引言的实际要求，根据实际工况应采用不同的控制策略智能车辆是智能交通运输系统中的一个重要组和控制技术以实时地适应当前控制工况。因此，运用成部分和研究热点，而车辆智能导航控制技术是

6、智现代控制理论和先进智能控制技术进行数学建模、能车辆自主导航研究的核心技术之一。导航跟踪路导航控制器设计、信号状态估计是区域交通智能车径不同，区域交通智能车辆的跟踪偏差信号和控制辆户外自主导航研究的核心问题之一。收稿日期：２００６０１２０教育部科学技术研究重点项目（项目编号：０００３７）和中国博士后科学基金资助项目（项目编号：２００４０３６３９７）王荣本吉林大学交通学院教授博士生导师，１３００２５长春市张荣辉吉林大学交通学院硕士生金立生吉林大学交通学院副教授博士郭烈吉林大学交通学院博士生４０农业机械学报２００７年模糊控制是建立在一系列模糊控制规则基础上最优控制的，这些规则一般是

7、对被控制对象实际控制经验的车辆在直线导航跟踪过程中，偏差范围较小，假总结，或者说是对控制规则不断试验和修正的结果。设这一段时间里系统特性是固定的且系统不存在随本文采用Ｍａｍｄａｎｉ模糊推理策略，本质上是一种合机干扰，这样就可以作为确定性最优控制问题来处成推理方法。把输入量牉、·牉和控制输出牣的论域爺理。均设定为［－６，６］，爺中将是包括了１３个整数的离根据转向控制状态空间模型［１］，选取关于状态散集合｛－６，－５，…，５，６｝，所有输入量和输出量均变量和控制变量的二次