车辆轨迹控制的方法、系统、计算机设备和可读存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111428382A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010302834.3(22)申请日2020.04.17(71)申请人福瑞泰克智能系统有限公司地址314500浙江省嘉兴市桐乡市乌镇互联网小镇镇北路1号-19(72)发明人郑体强林乾浩(74)专利代理机构杭州华进联浙知识产权代理有限公司33250代理人金无量(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F30/15(2020.01)G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书11页附图5页(54)发明名称车辆轨迹控制的方法、系统、计算机设备和可读存储介质(57)摘要本申请涉及车辆轨迹控制的方法、系统、计算机设备和可读存储介质，其中，该车辆轨迹控制的方法包括：通过获取车辆的横向误差和航向误差，根据横向误差、航向误差和车辆的系统动力学参数，建立动力学空间模型，根据动力学空间模型建立系统状态空间方程；根据横向误差和车辆的车速，通过模糊控制系统，得到扰动矩阵；在系统状态空间方程中，引入扰动矩阵，得到修正系统状态空间方程，通过最优控制方法，根据修正系统状态空间方程计算车辆的期望前轮偏角，通过本申请，解决了相关技术中仅基于状态空间理论的控制器设计，在面对极限工况扰动时，车辆轨迹控制系统的稳定性降低的问题，提高了车辆控制系统在大误差、强干扰等极限工况下的稳定性。CN111428382ACN111428382A权利要求书1/2页1.一种车辆轨迹控制的方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述车辆的横向误差和航向误差，根据所述横向误差、所述航向误差和系统动力学参数，建立动力学空间模型，根据所述动力学空间模型建立系统状态空间方程；根据所述横向误差和所述车辆的车速，通过模糊控制系统，得到扰动矩阵；在所述系统状态空间方程中，引入所述扰动矩阵，得到修正系统状态空间方程，通过最优控制方法，根据所述修正系统状态空间方程计算所述车辆的期望前轮偏角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过模糊控制系统，得到扰动矩阵包括：获取所述横向误差的基本论域和所述车速的基本论域，生成所述基本论域的模糊子集；根据所述模糊子集和模糊规则，进行模糊推理，对所述模糊推理的结果解模糊，得到模糊补偿对象的值，其中，根据所述横向误差和所述航向误差确定所述模糊补偿对象；根据所述模糊补偿对象生成所述扰动矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系统状态空间方程计算所述车辆的期望前轮偏角包括：根据所述修正系统状态空间方程和空间控制器，确定性能函数，通过计算所述性能函数的最小值对应的前轮偏角，得到所述期望前轮偏角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过计算所述性能函数的最小值对应的前轮偏角，得到所述期望前轮偏角包括：构造所述性能函数的哈密顿函数并引入拉格朗日乘子，通过对所述哈密顿函数迭代求解，得到状态反馈矩阵；根据所述状态反馈矩阵和所述车辆的状态向量，得到所述期望前轮偏角。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述系统状态空间方程中，引入所述扰动矩阵，得到修正系统状态空间方程包括：所述修正系统状态空间方程包括系统状态矩阵和控制矩阵，所述扰动矩阵包括系统状态扰动矩阵和控制扰动矩阵，对所述系统状态矩阵叠加所述系统状态扰动矩阵，对所述控制矩阵叠加所述控制扰动矩阵。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述车辆的参考轨迹和定位信息，得到所述横向误差、所述航向误差。7.一种车辆轨迹控制的系统，其特征在于，所述系统包括：动力学计算模块、模糊反馈模块和控制模块；所述动力学计算模块获取所述车辆的横向误差和航向误差，根据所述横向误差、所述航向误差和系统动力学参数，建立动力学空间模型，根据所述动力学空间模型建立系统状态空间方程；所述模糊反馈模块根据所述横向误差和所述车辆的车速，通过模糊控制系统，得到扰动矩阵；所述动力学计算模块在所述系统状态空间方程中，引入所述扰动矩阵，得到修正系统状态空间方程，通过最优控制方法，所述控制模块根据所述修正系统状态空间方程计算所述车辆的期望前轮偏角。2CN111428382A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括底盘模块；所述底盘模块，用于获取所述车辆的参考轨迹和定位信息，根据所述参考轨迹和所述定位信息得到所述横向误差、所述航向误差。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述模糊反馈模块还包括模糊化单元、模糊推理单元和解模糊单元；所述模糊化单元用于获取所述横向误差的基本论域和所述车速的基本论域，生成所述基本论域的模糊子集；所述模糊推理单元根据所述模糊子集和模糊规则，进行模糊推理；所述解模糊单元对所述模糊推