智能车转向系统模糊控制器设计研究.pdf

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1、34传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第5期智能车转向系统模糊控制器设计研究兰华，李晓鹏，丁勇竣(北京理工大学汽车电子技术创新中心，北京100081)摘要：提出一种参数自整定的模糊控制方法，对智能车的转向控制进行了优化。介绍了模糊控制器的设计与实现方法，并通过实验得出模糊参数自整定规则，改善了智能车转弯时巡线不准确、超调等问题。采用此方法的智能车转向控制系统具有较好的适应性和良好的鲁棒性。关键词：智能车；转向；模糊控制器；

2、参数自整定中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)05-0034--03ResearchondesignoffuzzycontrollerofsmartcarsteeringsystemLANHua，LIXiao—peng，DINGYong-jun(AETCofBeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Afuzzycontrolmethodwithparameterself-tuning

3、ispresented，whichoptimizescontrolofsmartcarsteeringsystem．Amethodoffuzzycontroller’sdesignandimplementationisintroduced，andrulesoffuzzyparameterself-tuningareobtainedthroughexperiments．Problemssuchasinaccuracyandovershootwhensmartcarswervingareimprov

4、ed．Withthismethod．thesteeringcontrolsystemofsmar￡earhasgoodadaptabilityandrobustness．Keywords：smartcar；steering；fuzzycontroller；parameterself-tuning0引言对于经典的PID控制取得了较好的效果。然而，由于路径智能车控制系统主要由路径识别、速度采集、转向控制复杂，同一套模糊控制参数无法完全适应不同的路径。丁及速度控制等功能模块组成。通过路径识别模块检测白

5、板芳，张国亚等人针对智能车提出了模糊控制的应用，上的黑色引导线，经微控制器(MCU)控制模块处理，输出进行了仿真研究和控制器设计，在变参数控制方面没有论相应的转向控制量和速度控制量，以达到巡线运动的目的。述，模糊控制的优势没有全面发挥出来。本文提出一种改智能车由于路径不确定、机械结构偏差等原因无法建进的模糊控制方法，即加入路径因素，通过判断路径类别对立精确的数学模型，其控制系统通常表现为高度非线性、时模糊参数进行整定，以进一步适应不同类型的跑道。变、干扰、时滞等特点，因此，建立准确模型控制方法难

6、以用1智能车转向系统原理于智能车转向系统的控制。智能车转向系统最常采用的控当传感器检测到引导黑线在车身中心时，说明车身正制方式是PID控制，由于传统PID控制的参数是固定不变好位于引导线位置上，即车没有发生偏离，当传感器检测到的，不能进行在线调整，其控制效果往往难以满足要求，表黑线位置在车身左侧或者右侧时，即有偏差存在，偏差反馈现为巡线不准确、超调等问题。到MCU，通过电子驱动、机械动作，产生向右转或者向左转模糊控制以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推的动作，以使车身回到引导线中心位置。这样就

7、能达到小理为基础，模拟人的近似推理和决策过程，主要用于非线性车一直沿着引导线行走的目的。而转向系统的性能往往反和建模复杂系统的控制，对智能车转向系统具有较好的适映为高速情况下的动态性和实时性。由于传感器检测误应性。关于模糊控制的研究中，一般将偏差e和偏差变化差，车身惯性，舵机响应滞后等问题，转向系统常常产生滞率∞作为输入的语言变量模糊化，根据经验性的控制规则后、超调等现象，随着智能车速度的提高，这种局限性表现进行推理，经反模糊化得到相应的输出量u。这种方法相得越来越明显，严重影响智能车的整体速度

8、的提高。要缓收稿日期：2009-09-15第5期兰华，等：智能车转向系统模糊控制器设计研究35解这个问题，智能车转向系统应该至少满足以下2个条件：差变化率ec为偏差e的微分。输出语言变量u定义为赋给1)根据黑线与车身的相对位置(即偏差e)给予一定回正转控制舵机的脉冲宽度(PWM)信号的值。角；2)根据黑线相对传感器相对运动(偏差变化率ec)预先2)定义偏差的论域E，偏差变化率的论域EC和输出论补偿一个反方向的转角。域u：设定E=[0，26000]，EC=[一2000，2000]，U=根据以上分析