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基于前馈补偿LQR与PID的矿井无轨胶轮车横纵向控制研究
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作者 江松 武露云 +4 位作者 付信凯 顾清华 洪勇 章赛 卢才武 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第1期139-148,共10页
无人驾驶技术是实现无轨胶轮车井下安全、智能、高效运输的重要方案之一,为了提高无人驾驶过程中的轨迹跟踪精度,提出了基于前馈补偿的横向线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)与纵向比例积分微分(Proportion Integration... 无人驾驶技术是实现无轨胶轮车井下安全、智能、高效运输的重要方案之一,为了提高无人驾驶过程中的轨迹跟踪精度,提出了基于前馈补偿的横向线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)与纵向比例积分微分(Proportion Integration Derivative,PID)位移速度调节器相结合的控制策略,实现车辆的横纵向协调控制。通过建立考虑轮胎侧偏特性的2自由度无轨胶轮车动力学模型和跟踪误差模型,并采用井下无轨胶轮车实车参数建立其电机模型,得到车辆的驱动制动输出。利用Carsim和Matlab/Simulink搭建联合仿真环境,分别在井下双车道工况、单车道工况与颠簸路面工况下进行了轨迹跟踪仿真验证。结果表明:在3种工况下车辆轨迹跟踪过程中的最大横向误差仅为5 cm,最大纵向误差仅为10 cm,速度误差控制在1 m/s以内,航向误差范围为±0.1 rad,前轮偏转角变化平稳未出现抖动现象。为验证控制器在井下实际环境下的跟踪性能,使用实验室小车于陕西某井下巷道进行了现场试验验证,结果表明:井下实际巷道下试验结果误差仍在合理范围内,解决了车辆运行过程中的速度和路径的时变问题,反映出该控制器具有较高的精度和较好的稳定性。 展开更多
关键词 无轨胶轮车 lqr PID 前馈补偿 电机模型 横纵向协调控制 智能矿山
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基于LQR对直线倒立摆的稳摆控制研究及实现
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作者 张慧慧 侯伯杰 +1 位作者 高建设 郭明 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期186-190,共5页
针对倒立摆的稳摆控制问题,研究设计了一个LQR控制器。首先,考虑摆杆摆动的阻力矩,采用牛顿力学分析方法推导出直线倒立摆的数学模型,建立了其线性状态空间模型,并分析了系统的稳定性、能控性与能观性。通过采用仿真试凑确定加权矩阵Q... 针对倒立摆的稳摆控制问题,研究设计了一个LQR控制器。首先,考虑摆杆摆动的阻力矩,采用牛顿力学分析方法推导出直线倒立摆的数学模型,建立了其线性状态空间模型,并分析了系统的稳定性、能控性与能观性。通过采用仿真试凑确定加权矩阵Q、R,得到状态反馈增益矩阵K,完成LQR控制器的设计。之后,搭建了以开放式运动控制器为核心的倒立摆实验平台,在计算机上开发了实时人机交互程序,在运动控制器里编写了倒立摆控制算法。最后,进行了仿真与实测实验,验证了所设计的LQR控制器的有效性和可行性。 展开更多
关键词 直线倒立摆 lqr 运动控制器 最优控制
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基于模糊LQR的Spar型海上浮式风力机载荷抑制
3
作者 韩耀振 刘爽 +1 位作者 杨文祥 侯明冬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期188-196,共9页
针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子... 针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子转速误差变化动态选择期望的PI增益,模糊LQR基于模糊规则自适应调整闭环反馈增益,在保证风力机输出功率和浮台稳定的基础上,进一步减小叶根和塔基疲劳载荷。基于FAST与Matlab/Simulink在不同环境条件下进行联合仿真,验证所提方案的有效性和优越性;通过时域、频域分析表明,与PI控制相比,所提方案在减少叶根处平面外载荷和塔基横向载荷方面有明显改善效果。 展开更多
关键词 海上风力机 载荷 最优控制系统 模糊lqr
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采用转角补偿LQR的自动驾驶集卡路径跟踪控制
4
作者 曹莉凌 刘威 +1 位作者 代堃鹏 周国峰 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期413-423,共11页
为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法... 为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。 展开更多
关键词 自动驾驶集卡 路径跟踪 路径偏移 铰接角偏差 线性二次调节器(lqr) PID转角补偿
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基于改进人工蜂群算法的受电弓LQR控制器设计
5
作者 冯庆胜 姜增鹏 +1 位作者 薛祥希 刘雨奇 《自动化与仪表》 2024年第7期123-128,133,共7页
针对受电弓LQR控制策略中性能指标的权重系数依靠人工经验选取不足的问题,建立SS400型受电弓三元质量模型,设计受电弓LQR控制器,以接触力标准差和弓头位移标准差之比为评价指标建立目标函数,由于标准人工蜂群算法存在的收敛速度慢、易... 针对受电弓LQR控制策略中性能指标的权重系数依靠人工经验选取不足的问题,建立SS400型受电弓三元质量模型,设计受电弓LQR控制器,以接触力标准差和弓头位移标准差之比为评价指标建立目标函数,由于标准人工蜂群算法存在的收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,通过改进蜂群算法的选择策略和搜索方式对LQR控制器的权重系数进行优化。在MATLAB/Simulink环境中建立弓网耦合模型分别在250 km/h、300 km/h的速度下进行仿真,通过与被动控制和标准蜂群算法寻优的结果对比,改进后弓网接触力标准差与弓头位移标准差分别优化了52.8%、37.5%、27.8%、31.8%、40.5%、43.1%、9.3%、7%,显著改善受电弓受流质量。 展开更多
关键词 受电弓 接触网 lqr 人工蜂群算法
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轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼GA-LQR控制研究
6
作者 李仲兴 王雪 +1 位作者 程淇谦 虞屹 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第3期13-23,共11页
针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,... 针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,并进行实车试验验证模型;仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响;根据最优控制理论提出LQR控制策略,并通过遗传算法对LQR控制中的加权矩阵Q和R进行全局搜索优化,构建了GA-LQR阻尼控制器。仿真结果表明:相较于被动悬架和LQR控制的空气悬架,基于GA-LQR控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显,可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动,极大地提高车辆的乘坐舒适性。 展开更多
关键词 空气悬架 轮毂电机 不平衡电磁力 GA-lqr控制 电动汽车
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基于LQR控制的两轮自平衡小车设计
7
作者 林寿光 《通化师范学院学报》 2024年第2期9-17,共9页
采用LQR控制算法,实现一种两轮自平衡小车的系统设计.搭建了以STM32F103RCT6为主控制器、MPU6050模块为姿态数据采集、N10激光雷达模块为测距的硬件系统.根据两轮自平衡小车的数学模型,利用LQR控制算法实现小车系统的平衡控制,使用Matla... 采用LQR控制算法,实现一种两轮自平衡小车的系统设计.搭建了以STM32F103RCT6为主控制器、MPU6050模块为姿态数据采集、N10激光雷达模块为测距的硬件系统.根据两轮自平衡小车的数学模型,利用LQR控制算法实现小车系统的平衡控制,使用Matlab/Simulink进行系统仿真及分析,并在硬件平台上进行实际测试.实验结果表明:小车功能多样、系统运行平稳、抗干扰能力强、调节速度快,具有应用推广价值. 展开更多
关键词 两轮自平衡小车 STM32 lqr控制 SIMULINK仿真
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主动悬架的遗传算法优化LQR控制策略研究
8
作者 熊新 陈佳玲 魏金呈 《盐城工学院学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期60-66,共7页
为了提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,本文提出了一种基于遗传算法的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制,求解最佳权重矩阵参数的方法。此控制算法克服了传统的LQR控制方法中,由经验主观性确定的权重矩阵Q和R的缺... 为了提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,本文提出了一种基于遗传算法的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制,求解最佳权重矩阵参数的方法。此控制算法克服了传统的LQR控制方法中,由经验主观性确定的权重矩阵Q和R的缺点,使其达到最优的控制效果。本文首先建立了1/4车辆主动悬架模型和道路输入模型,并将遗传算法优化的LQR控制器应用于主动悬架系统中。以主动悬架作为被控对象,车身垂向加速度、悬架弹簧动挠度以及轮胎动位移作为评价指标,通过仿真分析,相比被动控制和LQR控制的主动悬架系统,此优化算法可以显著减小车身垂向加速度与悬架弹簧动挠度,而轮胎动位移的影响不大,从而验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 遗传算法 主动悬架 lqr控制 行驶平顺性 参数优化
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基于前馈+预测LQR的智能车循迹控制器设计
9
作者 崔凯晨 高松 +2 位作者 王鹏伟 周恒恒 张宇龙 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第10期4287-4299,共13页
为提升智能车辆循迹性能,基于线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)理论和滑模理论,提出了一种兼顾横纵向跟踪精度与转向稳定性的横纵向控制器。首先,构建了基于二自由度横向动力学模型的前馈LQR控制器。针对模型线性化后前... 为提升智能车辆循迹性能,基于线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)理论和滑模理论,提出了一种兼顾横纵向跟踪精度与转向稳定性的横纵向控制器。首先,构建了基于二自由度横向动力学模型的前馈LQR控制器。针对模型线性化后前馈LQR控制器转向稳定性降低的问题,结合恒定转弯率和速度(constant turn rate and velocity,CTRV)模型设计预测控制器,建立了基于实时车速-曲率模糊自适应预测时间的前馈LQR控制器。此外为提升纵向车速跟踪稳定性和跟踪精度,提出了一种基于滑模控制理论的纵向跟踪方法。并进行了联合仿真和硬件在环实验验证。结果表明:文中提出的横纵向控制器有效解决了跟踪精度与稳定性两者难以兼顾的问题,提升了智能车辆循迹性能。 展开更多
关键词 自动驾驶车辆 前馈lqr 预测控制器 滑模控制 硬件在环仿真
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无人驾驶农机装备的模糊PI-LQR转向控制算法
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作者 姬江涛 王启洲 +1 位作者 张玉成 韩志豪 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期9-16,共8页
无人驾驶农机装备转向系统处于小流量、小角度控制时会出现非线性和时滞,这会导致转向控制超调或者控制时滞,进而导致无法快速准确地跟踪到路径预瞄点。针对这个问题,本文提出了一种模糊比例积分-线性二次型调节器(PI-LQR)数据融合的内... 无人驾驶农机装备转向系统处于小流量、小角度控制时会出现非线性和时滞,这会导致转向控制超调或者控制时滞,进而导致无法快速准确地跟踪到路径预瞄点。针对这个问题,本文提出了一种模糊比例积分-线性二次型调节器(PI-LQR)数据融合的内外环控制算法。该算法以模糊PI控制为内环,基于转角误差和转角误差变化率,通过模糊逻辑运算自适应调节PI参数,进行转向角度的闭环控制。以LQR控制为外环,基于农机装备XY-横摆角控制,融合内环的转角误差,进一步提升无人驾驶农机装备转向的精准控制。Carsim和Matlab/Simulink联合仿真表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差为0.18 m,最大横向摆角误差为0.067 rad。实车测试表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差0.26 m,相较于PID纯跟踪控制算法,最大横向误差减少了0.19 m。 展开更多
关键词 无人驾驶 转向系统 模糊PI lqr 内外环控制
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遥控武器站伺服系统的模糊LQR控制方法
11
作者 田湦 韩奋凯 +2 位作者 赵晓阳 张文丽 曲俊海 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期177-185,共9页
针对遥控武器站伺服控制系统中存在负载力矩变化大、跟踪精度要求高等特点,提出一种模糊LQR控制策略,运用于武器站转速控制,以解决PI控制器存在快速性和稳态精度之间的矛盾,以及鲁棒性较差的问题。基于永磁同步电机转速跟踪模型设计了LQ... 针对遥控武器站伺服控制系统中存在负载力矩变化大、跟踪精度要求高等特点,提出一种模糊LQR控制策略,运用于武器站转速控制,以解决PI控制器存在快速性和稳态精度之间的矛盾,以及鲁棒性较差的问题。基于永磁同步电机转速跟踪模型设计了LQR控制器;针对LQR控制器权重系数固定、调参困难,且电机在不同转速和负载条件下运行时参数适应性较差的问题,提出了一种基于转速跟踪误差的LQR权重系数模糊调整策略,并以此设计模糊LQR控制器。通过仿真与实物试验,验证了控制器的控制性能。结果表明,设计的模糊LQR控制器在不同转速下均具有较高的跟踪精度与稳定性,同时对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 遥控武器站 伺服系统 模糊控制 模糊lqr LYAPUNOV稳定性
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考虑模型失配的波浪发电系统功率优化LQR控制
12
作者 林炳骏 杨俊华 +2 位作者 吴凡曈 梁惠溉 邱达磊 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期389-394,共6页
为降低复杂海况对波浪发电系统的影响,改良目标价值函数,设计线性二次型最优控制器,约束系统运动状态同时提升波能捕获能力。通过调整权重矩阵求取最优反馈增益,获得理想q轴电流并采用空间矢量控制策略跟踪控制之,平衡系统物理约束与功... 为降低复杂海况对波浪发电系统的影响,改良目标价值函数,设计线性二次型最优控制器,约束系统运动状态同时提升波能捕获能力。通过调整权重矩阵求取最优反馈增益,获得理想q轴电流并采用空间矢量控制策略跟踪控制之,平衡系统物理约束与功率捕获关系;模型失配时根据理想模型与实际装置位移差值,基于HJI理论设计RBF鲁棒控制器,补偿系统失配运动状态与功率。仿真结果表明:在不规则激励力下,所提控制策略动态性能好、鲁棒性强,在满足系统物理约束的同时可有效提高波能捕获能力,补偿系统因失配减少的功率。 展开更多
关键词 波浪能 误差补偿 波能转换 永磁直线同步电机 改进线性二次型控制策略(lqr)
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非线性递减权值PSO优化下的LQR轨迹跟踪研究
13
作者 董蓉 刘放 +2 位作者 聂少卿 刘亚飞 吴宝宁 《电子测量技术》 北大核心 2024年第4期44-50,共7页
针对二次线性调节器(LQR)权重矩阵选取困难导致的自动驾驶车辆控制精度低、系统适应度欠佳等问题,设计了一种非线性递减权值粒子群算法(NLDW-PSO)。基于二自由度车辆动力学模型,构建了横向跟踪误差模型,设计了前馈控制消除了LQR稳态误差... 针对二次线性调节器(LQR)权重矩阵选取困难导致的自动驾驶车辆控制精度低、系统适应度欠佳等问题,设计了一种非线性递减权值粒子群算法(NLDW-PSO)。基于二自由度车辆动力学模型,构建了横向跟踪误差模型,设计了前馈控制消除了LQR稳态误差;并设计以横向偏差、航向偏差和前轮转向角为评价函数,将系统输出误差状态量反馈至NLDW-PSO算法,所设计的非线性递减惯性权重因子通过提升粒子群体寻优性能,从而自适应调整LQR权重系数更新策略,形成闭环优化控制,最终求解得到系统目标函数极值。将所设计控制器的跟踪效果进行了对比,Carsim/Smulink联合仿真结果表明所提出NLDW-PSO优化LQR算法的跟踪控制效果最优,横向距离偏差最大值为0.076 m,横向距离偏差均值相较于固定权重系数LQR降低了69.74%,显著提高了车辆跟踪控制精度和自适应能力,且对速度变化具有较强鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性递减权值 粒子群算法PSO 二次线性调节器lqr 轨迹跟踪控制
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Reduced-Order Observer-Based LQR Controller Design for Rotary Inverted Pendulum
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作者 Guogang Gao LeiXu +2 位作者 Tianpeng Huang Xuliang Zhao Lihua Huang 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2024年第7期305-323,共19页
The Rotary Inverted Pendulum(RIP)is a widely used underactuated mechanical system in various applications such as bipedal robots and skyscraper stabilization where attitude control presents a significant challenge.Des... The Rotary Inverted Pendulum(RIP)is a widely used underactuated mechanical system in various applications such as bipedal robots and skyscraper stabilization where attitude control presents a significant challenge.Despite the implementation of various control strategies to maintain equilibrium,optimally tuning control gains to effectively mitigate uncertain nonlinearities in system dynamics remains elusive.Existing methods frequently rely on extensive experimental data or the designer’s expertise,presenting a notable drawback.This paper proposes a novel tracking control approach for RIP,utilizing a Linear Quadratic Regulator(LQR)in combination with a reduced-order observer.Initially,the RIP system is mathematically modeled using the Newton-Euler-Lagrange method.Subsequently,a composite controller is devised that integrates an LQR for generating nominal control signals and a reduced-order observer for reconstructing unmeasured states.This approach enhances the controller’s robustness by eliminating differential terms from the observer,thereby attenuating unknown disturbances.Thorough numerical simulations and experimental evaluations demonstrate the system’s capability to maintain balance below50Hz and achieve precise tracking below1.4 rad,validating the effectiveness of the proposed control scheme. 展开更多
关键词 Rotary inverted pendulum(RIP) linear quadratic regulator(lqr) reduced-order observer states estimate
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改进的LQR横向路径跟踪控制器
15
作者 马思群 王兆强 +1 位作者 韩博 赵佳伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期130-140,共11页
路径跟踪在自动驾驶中起着至关重要的作用。为了保证控制器的实时性并提高路径跟踪控制器的稳定性和自适应性,提出了一种基于改进的LQR算法的横向路径控制策略。首先将汽车的动力学模型拆解为横向误差动力学模型,并以此模型设计了前馈+... 路径跟踪在自动驾驶中起着至关重要的作用。为了保证控制器的实时性并提高路径跟踪控制器的稳定性和自适应性,提出了一种基于改进的LQR算法的横向路径控制策略。首先将汽车的动力学模型拆解为横向误差动力学模型,并以此模型设计了前馈+反馈的离散LQR控制器。然后采用模糊控制方法实时根据车辆状态调整LQR的权重系数。此外,为了降低控制器的计算量,设计了基于余弦相似度的更新机制。最后,通过Simulink-Carsim平台对改进的LQR控制器进行双移线路况测试。结果表明,该控制算法在跟踪精度和计算效率方面得到了较大的改善。 展开更多
关键词 路径跟踪 线性二次型调节器(lqr) 拉格朗日乘数法 权重自适应控制 余弦相似度
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基于LQR的一级倒立摆控制器优化设计
16
作者 代益鹏 刘畅 +2 位作者 李增光 秦浩田 李晓瑞 《工业控制计算机》 2024年第2期84-85,116,共3页
沿用文献的数学模型及物理参数,以经验法自行设计LQR控制器加权矩阵Q、P,利用MATLAB完成反馈矩阵K的计算,通过逐项比对分析,对矩阵Q、P进行调整,使控制器性能更加优越。从Matlab模拟结果来看,与所选文献相比,该文的LQR控制器稳定性更好。
关键词 线性二次型调节器 lqr 倒立摆 反馈矩阵
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基于LQR的倾转旋翼机过渡段控制律设计
17
作者 马佳晖 《自动化应用》 2024年第1期76-78,85,共4页
倾转旋翼机具有直升机模态、过渡段模态和定翼机模态,既有直升机的悬停和垂直起降性能,又有定翼机的高速巡航飞行能力,在过渡段模态,气动干扰严重且稳定性较差,因此,设计过渡段的控制律具有一定意义。以XV-15倾转旋翼机作为原型,首先用M... 倾转旋翼机具有直升机模态、过渡段模态和定翼机模态,既有直升机的悬停和垂直起降性能,又有定翼机的高速巡航飞行能力,在过渡段模态,气动干扰严重且稳定性较差,因此,设计过渡段的控制律具有一定意义。以XV-15倾转旋翼机作为原型,首先用MATLAB建立飞机的气动模型,然后基于LQR最优控制算法对过渡段的纵垂向飞行姿态进行控制律的设计,最后进行模拟仿真。结果表明,LQR控制器对倾转旋翼机的飞行姿态具有较好的控制效果。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 lqr控制 飞行控制
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基于LQR的智能驾驶汽车横纵向控制研究 被引量:1
18
作者 高爱云 肖寒 付主木 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第2期30-43,55,M0004,M0005,共17页
为了提高智能驾驶汽车跟踪控制器的稳定性和跟踪精度,提出了一种基于线性二次型调节器(LQR)控制算法和驾驶员预瞄模型的横向跟踪控制策略,结合纵向比例-积分-微分(PID)控制算法实现横纵向控制。首先建立带有前馈的LQR控制器,采用梯度下... 为了提高智能驾驶汽车跟踪控制器的稳定性和跟踪精度,提出了一种基于线性二次型调节器(LQR)控制算法和驾驶员预瞄模型的横向跟踪控制策略,结合纵向比例-积分-微分(PID)控制算法实现横纵向控制。首先建立带有前馈的LQR控制器,采用梯度下降优化算法优化LQR控制器权重参数,并在此基础上引入驾驶员预瞄模型,设计了基于经验的预瞄距离自适应控制器;其次建立双PID纵向控制器进行速度控制。最后通过Carsim和Matlab/Simulink联合仿真以及实车测试验证,结果表明:仿真工况下最大横向偏差小于0.035 m,最大航向偏差小于0.09 rad,实车测试工况下也能够良好遵循规划轨迹的整体趋势,速度跟踪效果良好且前轮转角与横摆角速度变化平稳。因此,该控制器能够保证较高精度且平稳的轨迹跟踪,在高速状态下更为明显。 展开更多
关键词 智能驾驶汽车 轨迹跟踪 线性二次型 梯度下降法 驾驶员模型
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基于GA-PSO的智能汽车横向LQR控制器优化设计
19
作者 王怡萌 仝秋红 +2 位作者 孙照翔 高越 张武 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期47-55,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 智能汽车 横向控制 轨迹跟踪 线性二次型调节器 粒子群优化
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基于WOA- LQR的无人水翼航行器横航向控制
20
作者 解嵎栋 段富海 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期107-114,共8页
针对一种新型的无人水翼航行器在航行过程中受到不规则海浪干扰时的横向姿态与航向控制问题,首先建立无人水翼航行器横向四自由度运动的非线性数学模型,并对数学模型进行线性化处理;然后针对普通线性二次型调节器(linear quadratic regu... 针对一种新型的无人水翼航行器在航行过程中受到不规则海浪干扰时的横向姿态与航向控制问题,首先建立无人水翼航行器横向四自由度运动的非线性数学模型,并对数学模型进行线性化处理;然后针对普通线性二次型调节器(linear quadratic regulator, LQR)控制算法手动调试参数效率较低且控制效果难以达到最优的问题,使用鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA)对LQR控制器的参数进行寻优以增强控制效果;最后在不同强度的随机海浪干扰下对航行器的横向姿态与航向控制进行仿真,验证了鲸鱼算法优化LQR的有效性。 展开更多
关键词 无人水翼航行器 横向运动建模 随机海浪 线性二次型调节器 鲸鱼优化算法
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