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基于改进MPC与RBF-PID的智能车轨迹跟踪控制
1
作者
李臣旭
江浩斌
洪阳珂
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1290-1301,共12页
为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;...
为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;然后基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID控制参数,设计分层式纵向控制器,并设计折线速度曲线与PID算法进行对比;最后以车速为耦合点构建智能汽车横纵向综合控制系统,并在蛇形工况下对横纵向综合控制系统进行仿真实验.结果表明,所设计的横向控制器能保证低速时的跟踪精度和高速时的车辆稳定性,纵向控制器可有效提高速度跟踪精度,横纵向综合控制系统能实现车辆在变车速工况下对轨迹的精准跟踪,同时保证良好的行驶稳定性与舒适性.
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关键词
时域参数自适应
MPC
RBF-PID
横纵向综合控制
轨迹跟踪
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职称材料
应用于车辆纵向控制的无模型自适应滑模预测控制方法
被引量：
16
2
作者
江浩斌
冯张棋
+2 位作者
洪阳珂
韦奇志
皮健
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期319-329,共11页
鉴于汽车纵向动力学系统为典型的参数时变不定、多扰动的非线性离散系统,基于精确数学模型的控制算法较难取得理想效果,本文中采用无需模型、基于输入/输出数据的控制算法。首先,基于紧格式动态线性化数据模型,将无模型自适应控制(MFAC...
鉴于汽车纵向动力学系统为典型的参数时变不定、多扰动的非线性离散系统,基于精确数学模型的控制算法较难取得理想效果,本文中采用无需模型、基于输入/输出数据的控制算法。首先,基于紧格式动态线性化数据模型,将无模型自适应控制(MFAC)算法、滑模控制(SMC)算法和模型预测控制(MPC)算法相结合,设计了无模型自适应控制器。接着,通过理论分析对其进行了稳定性证明,最后将所提出的控制算法与常用于纵向控制的前馈+反馈算法和MFASMC(MFAC+SMC)算法进行了仿真对比,并通过硬件在环实验(HIL)验证了算法的有效性。结果表明,该控制算法响应速度快、鲁棒性强,且输出更为平滑,可较好地应用于智能汽车纵向动力学控制。
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关键词
智能汽车
纵向动力学控制
数据驱动控制
无模型自适应控制
滑模控制
模型预测控制
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职称材料
基于虚拟安全边界的智能车辆动态换道轨迹规划
3
作者
江浩斌
洪阳珂
+2 位作者
冯张棋
皮健
韦奇志
《江苏大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023年第6期621-629,共9页
鉴于实际动态交通环境下智能车辆换道过程中可能受到周围车辆的影响,为满足其换道过程安全性和舒适性的要求,提出了一种基于虚拟安全边界的动态换道轨迹规划算法.考虑到换道结束时间和纵向位置的耦合性,采用四次和五次混合多项式换道轨...
鉴于实际动态交通环境下智能车辆换道过程中可能受到周围车辆的影响,为满足其换道过程安全性和舒适性的要求,提出了一种基于虚拟安全边界的动态换道轨迹规划算法.考虑到换道结束时间和纵向位置的耦合性,采用四次和五次混合多项式换道轨迹算法分别进行纵、横向规划,确定换道时间和纵向速度范围获得候选换道轨迹.设计了车辆运动状态约束和基于车辆矩形轮廓建立的虚拟安全边界防碰撞约束,构建了车辆换道安全性、舒适性、跟车效益等代价函数,并基于安全性代价函数阈值动态调整各个代价函数的权重系数,运用fmincon函数对候选换道轨迹进行优化.考虑到周围车辆运动状态变化会对换道过程产生影响,车辆系统循环调用换道轨迹规划模块进行换道轨迹实时更新,直至车辆到达目标位置.结果表明:对于不同的换道工况,基于虚拟安全边界的智能车辆动态换道轨迹规划算法可有效避免换道过程中与周围车辆发生碰撞,保证了智能车辆换道过程的安全性.
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关键词
智能车辆
换道轨迹规划
虚拟安全边界
多项式算法
速度规划
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职称材料
题名
基于改进MPC与RBF-PID的智能车轨迹跟踪控制
1
作者
李臣旭
江浩斌
洪阳珂
机构
江苏大学汽车与交通工程学院
江苏大学汽车工程研究院
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1290-1301,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675235)
江苏省高校自然科学研究资助项目(16KJA58000).
文摘
为提升智能汽车轨迹跟踪控制的稳定性和精度,提出一种基于时域参数自适应MPC与RBF-PID的轨迹跟踪控制方法.首先搭建车辆横纵向动力学模型;其次分析控制时域与预测时域对跟踪精度的影响,设计时域参数自适应MPC横向控制器并进行仿真验证;然后基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID控制参数,设计分层式纵向控制器,并设计折线速度曲线与PID算法进行对比;最后以车速为耦合点构建智能汽车横纵向综合控制系统,并在蛇形工况下对横纵向综合控制系统进行仿真实验.结果表明,所设计的横向控制器能保证低速时的跟踪精度和高速时的车辆稳定性,纵向控制器可有效提高速度跟踪精度,横纵向综合控制系统能实现车辆在变车速工况下对轨迹的精准跟踪,同时保证良好的行驶稳定性与舒适性.
关键词
时域参数自适应
MPC
RBF-PID
横纵向综合控制
轨迹跟踪
Keywords
time domain parameter adaptation
model predictive control(MPC)
radial basis function(RBF)-proportion integration differentiation(PID)
transverse and longitudinal integrated control
trajectory tracking
分类号
U463.6 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
应用于车辆纵向控制的无模型自适应滑模预测控制方法
被引量：
16
2
作者
江浩斌
冯张棋
洪阳珂
韦奇志
皮健
机构
江苏大学汽车与交通工程学院
出处
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期319-329,共11页
基金
国家自然科学基金(51675235)资助。
文摘
鉴于汽车纵向动力学系统为典型的参数时变不定、多扰动的非线性离散系统,基于精确数学模型的控制算法较难取得理想效果,本文中采用无需模型、基于输入/输出数据的控制算法。首先,基于紧格式动态线性化数据模型,将无模型自适应控制(MFAC)算法、滑模控制(SMC)算法和模型预测控制(MPC)算法相结合,设计了无模型自适应控制器。接着,通过理论分析对其进行了稳定性证明,最后将所提出的控制算法与常用于纵向控制的前馈+反馈算法和MFASMC(MFAC+SMC)算法进行了仿真对比,并通过硬件在环实验(HIL)验证了算法的有效性。结果表明,该控制算法响应速度快、鲁棒性强,且输出更为平滑,可较好地应用于智能汽车纵向动力学控制。
关键词
智能汽车
纵向动力学控制
数据驱动控制
无模型自适应控制
滑模控制
模型预测控制
Keywords
intelligent vehicle
longitudinal dynamics control
data-driven control
model-free adaptive control
sliding-mode control
model predictive control
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
U463.6 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于虚拟安全边界的智能车辆动态换道轨迹规划
3
作者
江浩斌
洪阳珂
冯张棋
皮健
韦奇志
机构
江苏大学汽车与交通工程学院
出处
《江苏大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023年第6期621-629,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675235)
泰州市重大科技成果转化项目(SCG201904)。
文摘
鉴于实际动态交通环境下智能车辆换道过程中可能受到周围车辆的影响,为满足其换道过程安全性和舒适性的要求,提出了一种基于虚拟安全边界的动态换道轨迹规划算法.考虑到换道结束时间和纵向位置的耦合性,采用四次和五次混合多项式换道轨迹算法分别进行纵、横向规划,确定换道时间和纵向速度范围获得候选换道轨迹.设计了车辆运动状态约束和基于车辆矩形轮廓建立的虚拟安全边界防碰撞约束,构建了车辆换道安全性、舒适性、跟车效益等代价函数,并基于安全性代价函数阈值动态调整各个代价函数的权重系数,运用fmincon函数对候选换道轨迹进行优化.考虑到周围车辆运动状态变化会对换道过程产生影响,车辆系统循环调用换道轨迹规划模块进行换道轨迹实时更新,直至车辆到达目标位置.结果表明:对于不同的换道工况,基于虚拟安全边界的智能车辆动态换道轨迹规划算法可有效避免换道过程中与周围车辆发生碰撞,保证了智能车辆换道过程的安全性.
关键词
智能车辆
换道轨迹规划
虚拟安全边界
多项式算法
速度规划
Keywords
intelligent vehicle
lane-changing trajectory planning
virtual safety boundary
polynomial algorithm
speed planning
分类号
U461.99 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进MPC与RBF-PID的智能车轨迹跟踪控制
李臣旭
江浩斌
洪阳珂
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
应用于车辆纵向控制的无模型自适应滑模预测控制方法
江浩斌
冯张棋
洪阳珂
韦奇志
皮健
《汽车工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于虚拟安全边界的智能车辆动态换道轨迹规划
江浩斌
洪阳珂
冯张棋
皮健
韦奇志
《江苏大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
0
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