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基于線性變參數系統的四輪轉向自主地面車輛路徑跟蹤控制及實驗驗證
2021-09-12 10:45:58· 來源：同濟智能汽車研究所
4 路徑跟蹤控制器的設計
圖4顯示了四輪轉向AGV的控制系統結構?？梢园l(fā)現，控制系統主要由縱向運動控制和路徑跟蹤控制兩部分組成。由于縱向運動控制不是本文的主要研究內容，這里就不介紹了，讀者可以在之前的工作中看到。本文主要關注路徑跟蹤算法設計。四輪轉向AGV的目標路徑信息和實際位置被設置為路徑跟蹤控制器的輸入。然后，轉向角
和
可以被路徑跟蹤控制器計算出。
和可以被路徑跟蹤控制器計算出。
圖4 四輪轉向AGV的控制系統結構
基于阿克曼轉向幾何，可以計算出每個車輪的轉向角，并將其發(fā)送給電子控制單元。電子控制單元將控制四個線控轉向系統跟蹤目標轉向角。之后，四輪轉向AGV可以實現路徑跟蹤控制。
A.LQR控制器設計
如上所述，所設計的用于路徑跟蹤的LQR控制器旨在最小化偏航角誤差
和橫向位置誤差
。因此，狀態(tài)反饋LQR控制器設計的性能指標定義為
如上所述，所設計的用于路徑跟蹤的LQR控制器旨在最小化偏航角誤差
和橫向位置誤差。因此，狀態(tài)反饋LQR控制器設計的性能指標定義為
其中Q和R是對角加權矩陣，Q是半正定矩陣，R是正定矩陣。
然后，哈密頓函數由下式給出
其中是拉格朗日乘子向量。
是拉格朗日乘子向量。
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