基于车速依赖静态输出反馈的自主汽车路径跟踪控制

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2021年第1期北京时间：

作者：姜正伟

单位：姜正伟,广东工业大学 自动化学院, 广州, 510006,李鹏旭,东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳, 110819,张斌,广东工业大学 自动化学院, 广州, 510006,李攀硕,广东工业大学 自动化学院, 广州, 510006,panshuoli812@gmail.comis_first_author:0,is_contact_author:,sequence:4,first_name:,middle_name:,last_name:,resume:,institute_superscript:

摘要：本文设计了一种新的基于静态输出反馈的增益调度控制器,可使自主汽车在车速时变且状态不全可测的情况下,完成路径跟踪并保证车身的横向稳定性.为了描述时变纵向速度对汽车动力学特性的影响,首先建立了一个包含跟踪特性及横向动力学特性的速度依赖多胞体汽车模型,同时,为减少控制器设计保守性,考虑时变参数之间非独立变化关系,采用了梯形多胞体进行描述；然后通过矩阵变换,获得系统性能描述,并基于增益调度控制策略及两步法,设计了满足H∞性能的速度依赖静态输出反馈控制器,并给出其中参数求取方法,所提方法在实际应用中简单易行；最后在两种不同的典型道路上进行试验验证,仿真结果表明,在车速时变的情况下,所提控制方法可以有效控制自主汽车完成路径跟踪任务.

关键词：自主汽车;路径跟踪控制;静态输出反馈控制;增益调度控制

基金资助：国家自然科学基金（62073083）；广东省自然科学基金（2019B151502026）；广东省特支计划（2018B0330312006）