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基于四轮转向和直接横摆力矩控制的自主地面车辆LPV/H∞路径跟踪控制器设计

2022-03-01 20:37:54·  来源:同济智能汽车研究所  
 
中增加了适当的性能加权函数。闭环控制系统的框图如图4所示,K表示反馈控制器。W表示由目标路径信息描述的外部干扰。y表示系统输出,可以测量或观察。u是系统的控制输入,由
组成。输出
用于评估闭环系统的鲁棒性能。此外,加权函数
分别表示u和y的性能输出。


图4 闭环控制系统框图
为了获得良好的路径跟踪性能和瞬态响应,选择了性能加权函数
,该函数由下式给出:


这表明
的稳态误差要求都小于1%。基于执行器的能力来选择性能加权函数
。将前后转向角限制在45度以内,最大外偏航力矩设定为1000N·m。最后,将
定义为:


此外,加权函数
可以重写为状态空间形式:


最后,闭环控制系统可以简化为图5所示的广义系统,广义系统P可以表示为:




图5 广义系统
如图5所示,LPV/H∞控制器
设计用于4WIS-4WID EV的路径跟踪,可以状态空间形式写入:


其中表示控制器的状态向量,
表示需要求解的控制器参数矩阵。
将控制器(21)应用于LPV系统(20)产生以下闭环系统。


上述矩阵
都与参数变化向量
有关。对于多面体模型,第j个顶点上的矩阵可以表示为
所设计的LPV/H∞控制器应使闭环系统(22)渐近稳定,且从外部干扰w到测量输出z的传递函数的无穷范数应小于1,即
。我们首先介绍下面的引理。
引理1(Yang等人,2008年)。在给定正常数γ的情况下,考虑第j个顶点的闭环系统(22),以下两个条件是等价的。
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