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改进几何控制四旋翼无人机集群轨迹跟踪
1
作者 李莉 李辉 张雪梅 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期232-241,共10页
针对单架无人机鲁棒性差、执行任务单一以及传统控制算法收敛速度慢、轨迹跟踪精度低等问题,提出一种改进几何控制的集群轨迹跟踪算法,对于研究四旋翼集群轨迹跟踪性能方面具有重要意义。所提算法基于一般几何控制器,由单架无人机控制... 针对单架无人机鲁棒性差、执行任务单一以及传统控制算法收敛速度慢、轨迹跟踪精度低等问题,提出一种改进几何控制的集群轨迹跟踪算法,对于研究四旋翼集群轨迹跟踪性能方面具有重要意义。所提算法基于一般几何控制器,由单架无人机控制改进设计无人机集群控制,采用“领导者-跟随者”拓扑结构及分布式集群控制策略,考虑通信时延等干扰因素,并通过AirSim/Matlab平台搭建仿真环境,验证了算法的有效性与优越性。根据仿真实验结果显示,所提算法在0.3 s通信时延下大曲率轨迹处的平均误差相对于一般几何控制器减少了33.077%,相对于LQR控制器减少了19.022%,能够更好地趋近目标轨迹,跟踪误差更小、收敛速度更快,波动幅度更小、编队稳定性能更强。 展开更多
关键词 几何控制 四旋翼 集群控制 轨迹跟踪 AirSim
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Mecanum轮全向AGV轨迹跟踪级联控制器设计
2
作者 文生平 苏毅龙 瞿弘毅 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期49-61,共13页
针对四Mecanum轮驱动的自动导引车(AGV)的轨迹跟踪控制问题,设计了一种模型预测控制(MPC)和自适应滑模控制(SMC)级联的控制器,来改善控制精度和稳定性,提高控制过程的层次性、针对性和有效性。在运动学层面,建立了AGV轨迹跟踪误差模型,... 针对四Mecanum轮驱动的自动导引车(AGV)的轨迹跟踪控制问题,设计了一种模型预测控制(MPC)和自适应滑模控制(SMC)级联的控制器,来改善控制精度和稳定性,提高控制过程的层次性、针对性和有效性。在运动学层面,建立了AGV轨迹跟踪误差模型,将其转化为二次规划问题,并加入约束条件,配合模型预测控制的滚动优化来在线求解二次规划的最优解,将AGV位姿误差转化为轮子转速的期望输出;在动力学层面,采用滑模控制得到轮子的输出力矩,实现轮子对期望转速的跟踪,引入具有快速准确逼近能力的极限学习机(ELM)神经网络对模型不确定性和未知干扰进行在线观测,并与滑模控制相结合自适应抵消干扰,进一步提高控制器的鲁棒性。在余弦扰动和脉冲干扰下对控制器进行仿真验证,并将结果与PID控制结果进行对比,发现MPC+SMC级联控制器的跟踪效果具有明显优势;与采用径向基函数(RBF)神经网络观测的级联控制器的对比表明,采用ELM观测器的控制器对干扰的鲁棒性更强,在各转速条件下与干扰曲线的拟合度均超过95%,其跟踪误差在多项指标上相比其他方法小1个数量级,最大位置偏差仅为毫米级。轨迹跟踪样机实验结果验证了该控制器的实用性和可行性。 展开更多
关键词 MECANUM轮 轨迹跟踪 模型预测控制 滑模控制 极限学习机
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自适应MPC智能车轨迹跟踪控制
3
作者 黄益绍 王博 +1 位作者 李晨艳 袁朋涛 《中国测试》 北大核心 2025年第2期169-175,共7页
为解决智能车在不同车速行驶时稳定性差、轨迹跟踪误差大的问题,提出一种自适应参数控制器。首先,基于简化的三自由度动力学模型,根据Fiala轮胎公式建立轮胎的非线性模型,采用递归最小二乘法识别轮胎侧偏刚度的变化;针对车辆在不同速度... 为解决智能车在不同车速行驶时稳定性差、轨迹跟踪误差大的问题,提出一种自适应参数控制器。首先,基于简化的三自由度动力学模型,根据Fiala轮胎公式建立轮胎的非线性模型,采用递归最小二乘法识别轮胎侧偏刚度的变化;针对车辆在不同速度行驶时轨迹跟踪偏差较大的问题,由600组离线仿真实验筛选出287条有效数据组合,采用TOPSIS熵权法得到不同车辆行驶速度下预测时域和控制时域的最优组合,并对每一组速度和与之对应的时域参数做出样条插值拟合处理,设计自适应参数控制律。使用CarSim/Simulink联合仿真,对比固定参数控制器与自适应参数控制器的仿真效果,结果表明:车辆在加减速工况下最大横向偏差缩小48.8%,最大航向偏差缩小63.3%,最大质心侧偏角缩小5.5%。可见,文章设计的参数自适应控制器更具稳定性,跟踪性能更好。 展开更多
关键词 模型预测控制 侧偏刚度 智能车辆 自适应 轨迹跟踪
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考虑时变参考和转向延迟的自动驾驶车辆轨迹跟踪控制方法
4
作者 杨正才 张慧泉 +1 位作者 葛林鹤 孙天骏 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期44-54,共11页
最优控制方法已成为自动驾驶横向运动控制的主流研究和工业部署方法。LQR方法拥有在线计算量小、实时性好等优点而被广泛使用,但是无法考虑时变参考和转向延迟。延时的存在会导致LQR方法在高速时失去稳定性,因此在解决该问题的同时维持... 最优控制方法已成为自动驾驶横向运动控制的主流研究和工业部署方法。LQR方法拥有在线计算量小、实时性好等优点而被广泛使用,但是无法考虑时变参考和转向延迟。延时的存在会导致LQR方法在高速时失去稳定性,因此在解决该问题的同时维持LQR小计算量的特性十分必要。本文在保证实时性的前提下,解决了LQR无法考虑时变参考和转向延迟的问题。将道路曲率作为时变参考、转向延迟特性作为纯延时和1阶惯性环节考虑进跟踪误差状态方程中,将控制时域对应的KKT逆矩阵部分查表到实时求解器中,旨在减小计算量并保证控制器的实时性。仿真试验结果表明:所搭建的EqLPV-MPC控制器可以有效处理道路变曲率工况;相比于LQR方法,车速为72 km/h的双移线工况下横向误差降低39%,航向角误差下降52%,质心侧偏角减少28%。实车试验结果表明,在双移线工况下,本文所搭建的控制器可以将最大横向误差控制在0.1 m以内。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 模型预测控制 道路曲率 转向延迟 惯性环节
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值函数逼近算法在无人机轨迹跟踪的控制研究
5
作者 任丽泉 陈淑春 王胜曼 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期340-346,共7页
为解决载荷状态下的无人机运输的轨迹控制问题,提出了一种基于逼近值函数算法的轨迹规划控制方法。首先建立了无人机运输系统的动力学模型,通过马尔可夫决策过程获得轨迹规划结果,值函数由参数向量和特征向量逼近,利用批处理的方法对参... 为解决载荷状态下的无人机运输的轨迹控制问题,提出了一种基于逼近值函数算法的轨迹规划控制方法。首先建立了无人机运输系统的动力学模型,通过马尔可夫决策过程获得轨迹规划结果,值函数由参数向量和特征向量逼近,利用批处理的方法对参数向量进行更新,并采用贪心策略生成期望轨迹,在此基础上将期望轨迹传递给四旋翼控制器进行轨迹跟踪。仿真结果表明训练后的参数能较好地拟合出值函数,无人机悬挂载荷可以从起始位置平稳地输送到不同的期望位置,且具有较好的收敛性能,最后通过实验验证了该算法的合理性和有效性。 展开更多
关键词 无人机 轨迹规划 逼近值函数 轨迹跟踪
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结合Udwadia-Kalaba控制理论的下肢外骨骼步态轨迹跟踪控制
6
作者 肖志毅 沙连森 +3 位作者 邹学坤 黄锟 李永斌 刘斌 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期148-158,共11页
针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参... 针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题,提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型,将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分;结合U-K理论与系统名义部分参数确定外骨骼机器人系统理想运动轨迹约束下的名义部分控制力矩;为消除机器人系统不确定部分的影响,引入鲁棒控制器,通过划分不确定性边界确定其应输出的额外控制力矩。仿真结果表明:相较于传统PID算法,基于U-K控制理论的鲁棒控制的外骨骼机器人髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪控制精度分别提高了76.4%和96.8%。基于设计的下肢外骨骼机器人样机进行轨迹跟踪对比实验,实验结果表明:基于该方法的下肢外骨骼髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪精度为0.467 0°和0.114 1°,相比作为对照的PID算法,分别提高了82.6%和86.8%,同时系统整体控制周期缩短了56.6%,该控制方法具有更高的同步性、控制精度与稳定性。 展开更多
关键词 下肢外骨骼机器人 Udwadia-Kalaba控制理论 鲁棒控制 轨迹跟踪控制
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基于二型模糊逻辑控制的半挂车轨迹跟踪研究
7
作者 陈鹏 蔡英凤 +2 位作者 原海波 陈龙 孙晓强 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期55-66,共12页
自动驾驶商用半挂车可以显著提升干线物流效率。然而半挂商用车是典型的欠驱动系统,在大曲率运动工况下难以同时兼顾牵引车和挂车的横向轨迹跟踪精度。随着车辆速度和负载的提升,挂车质心转移及载荷转移加剧,对铰接处产生更强烈的不确... 自动驾驶商用半挂车可以显著提升干线物流效率。然而半挂商用车是典型的欠驱动系统,在大曲率运动工况下难以同时兼顾牵引车和挂车的横向轨迹跟踪精度。随着车辆速度和负载的提升,挂车质心转移及载荷转移加剧,对铰接处产生更强烈的不确定性影响,造成挂车与牵引车之间行驶轨迹的偏差进一步加大,增加了轨迹跟踪难度,影响了行驶安全性。为提高半挂商用车牵引车与挂车的横向安全性,本文提出一种基于二型模糊控制的鲁棒路径跟踪策略。首先,在MATLAB/Simulink中建立了半挂车辆的7自由度动力学模型,精确模拟牵引车与挂车的横-纵向运动动力学特性。其次,利用二型模糊逻辑控制理论中输入隶属度函数对系统不确定性的覆盖特性,设计了同时调控牵引车和挂车横向轨迹跟踪精度的二型模糊控制器。为提高不确定因素影响下横向轨迹跟踪控制的精度,降低控制器设计难度,采用粒子群优化算法对二型模糊控制器的输入隶属度函数参数进行优化。最后,利用MATLAB/Simulink与TruckSim的联合仿真平台,分别在不同车速和负载条件下进行车辆轨迹跟踪的仿真,以验证本文提出的控制策略,并与一型模糊控制和预瞄控制结果进行对比。结果表明:在双移线这种轨迹曲率发生变化的工况下,本文提出的二型模糊控制器对牵引车和挂车的横向轨迹跟踪精度有明显提升。 展开更多
关键词 自动驾驶 半挂车 轨迹跟踪 二型模糊逻辑控制
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四轮转向牵引车牵引飞机轨迹跟踪控制研究
8
作者 董蕴琨 于鸿彬 刘洋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期832-841,共10页
为提高飞机在牵引过程中的轨迹跟踪精度与稳定性,以四轮转向飞机牵引系统为研究对象,建立了飞机牵引系统运动学模型,提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的牵引车四轮转向轨迹跟踪控制方法。以双移线工况作为参考轨迹... 为提高飞机在牵引过程中的轨迹跟踪精度与稳定性,以四轮转向飞机牵引系统为研究对象,建立了飞机牵引系统运动学模型,提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的牵引车四轮转向轨迹跟踪控制方法。以双移线工况作为参考轨迹,在MATLAB/Simulink中搭建飞机牵引系统运动控制仿真模型,结合牵引车车速以及4个车轮的转角分配关系,建立牵引车四轮转向轨迹跟踪控制器。将该控制器与传统比例积分微分控制(proportional integral differential,PID)进行对比分析,得出该控制器的优越性,并分别在1.5、3、4 m/s的速度下,将牵引车四轮转向与前轮转向轨迹跟踪控制器进行仿真对比分析。在1.5 m/s的速度下,通过改变飞机牵引系统的初始位姿对所设计的控制器进行仿真验证。结果表明:在3种不同的速度下,牵引车四轮转向轨迹跟踪控制下的飞机横向误差、航向角误差以及牵引车航向角误差均小于前轮转向轨迹跟踪控制。在存在初始偏差的情况下,四轮转向轨迹跟踪控制器能够使飞机及时完成对初始偏差的修正,减小轨迹跟踪误差,同时提高飞机牵引系统行驶过程中的稳定性。 展开更多
关键词 飞机牵引系统 四轮转向 运动学模型 模型预测控制 轨迹跟踪
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机械臂非奇异快速终端滑模迭代学习轨迹跟踪控制研究
9
作者 陈涛 李晓娟 +1 位作者 刘建璇 王立忠 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期125-135,147,共12页
针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的精确轨迹跟踪控制问题,提出了一种非奇异快速终端滑模控制与迭代学习控制相融合的控制方法。首先,为保证跟踪误差的收敛速度,避免收敛中的奇异性问题,设计采用饱和函数趋近律的非奇异快速终端... 针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的精确轨迹跟踪控制问题,提出了一种非奇异快速终端滑模控制与迭代学习控制相融合的控制方法。首先,为保证跟踪误差的收敛速度,避免收敛中的奇异性问题,设计采用饱和函数趋近律的非奇异快速终端滑模控制器。其次,为进一步提高轨迹跟踪精度,设计误差迭代学习控制器,并对所设计的控制器进行了收敛性分析。最后,在Simulink软件中搭建所提方法的控制系统,进行迭代控制与对比控制仿真实验,并同步开展机械臂跟踪控制真机实验。结果表明:在迭代实验中,关节最大平均稳态误差提升了72%;在对比实验中,与比例微分(PD)型迭代学习控制和PD型线性滑模控制相比,最大平均稳态误差分别提升了97%、51%,最大响应调整时间分别减少70%、50%;在真机实验中,机械臂跟踪误差稳定在[-0.05,0.05] rad区间内。实验结果充分验证了所提控制方法的正确性与有效性,为解决机械臂轨迹跟踪中的不确定性问题提供了一种有效的控制方案。 展开更多
关键词 机械臂 迭代学习控制 非奇异快速终端滑模控制 轨迹跟踪
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基于数据驱动的无人船轨迹跟踪自适应控制
10
作者 王维坤 刘加朋 +2 位作者 王保防 赵科淇 于金鹏 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期223-231,共9页
[目的]针对具有参数不确定性的无人船系统,提出一种基于数据驱动的无人船轨迹跟踪控制策略。[方法]首先,运用反步法设计无人船运动学子系统的虚拟控制信号,确保系统轨迹跟踪的准确性;其次,通过数据驱动的方法设计无人船动力学子系统的... [目的]针对具有参数不确定性的无人船系统,提出一种基于数据驱动的无人船轨迹跟踪控制策略。[方法]首先,运用反步法设计无人船运动学子系统的虚拟控制信号,确保系统轨迹跟踪的准确性;其次,通过数据驱动的方法设计无人船动力学子系统的控制器,减轻未知扰动等不确定性因素带来的影响,降低控制器设计的复杂程度。[结果]采用递归原理,通过分析系统伪雅可比矩阵、动力学和运动学跟踪误差收敛,证明了系统的稳定性。[结论]仿真结果表明,所提控制策略可以对无人船期望轨迹进行有效跟踪,验证了控制方案的有效性。 展开更多
关键词 无人船 轨迹跟踪 反步控制 数据驱动 运动控制
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三维计算机导航辅助下的舰船海上移动轨迹跟踪研究
11
作者 蒋玲玲 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期154-157,共4页
为实现舰船海上移动轨迹三维可视化呈现,使轨迹跟踪结果更加直观、易于理解,研究基于三维计算机导航辅助下的舰船海上移动轨迹跟踪方法。通过三维计算机导航系统搭载的多种传感器实时收集舰船和海洋环境的数据,输入到面向可细分对象的... 为实现舰船海上移动轨迹三维可视化呈现,使轨迹跟踪结果更加直观、易于理解,研究基于三维计算机导航辅助下的舰船海上移动轨迹跟踪方法。通过三维计算机导航系统搭载的多种传感器实时收集舰船和海洋环境的数据,输入到面向可细分对象的数据模型(SOODM)中,生成海上环境三维模型。依据三维计算机导航数据建立舰船运动模型,采用平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法实现舰船海上移动轨迹的精准跟踪。实验结果表明,该方法能够有效跟踪舰船在海上的移动轨迹,跟踪点的位置与实际轨迹几乎完全拟合,并可实现舰船海上轨迹跟踪的三维可视化导航,为后续的决策和规划提供了有力支持。 展开更多
关键词 三维计算机导航 舰船模型 轨迹跟踪 三维模型构建 可视化
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基于切换策略的翼伞轨迹跟踪控制
12
作者 王闯 刘蓉 +1 位作者 杨明 王佑 《兵工自动化》 北大核心 2025年第2期49-54,共6页
针对翼伞系统轨迹跟踪控制中强扰动、大时滞性等问题,提出一种基于切换策略的翼伞轨迹跟踪控制器。结合线性自抗扰控制抗扰动能力强、响应速度快,预测控制能有效克服系统时滞性、跟踪精度高、鲁棒性好等优点,采用2维轨迹跟踪制导策略通... 针对翼伞系统轨迹跟踪控制中强扰动、大时滞性等问题,提出一种基于切换策略的翼伞轨迹跟踪控制器。结合线性自抗扰控制抗扰动能力强、响应速度快,预测控制能有效克服系统时滞性、跟踪精度高、鲁棒性好等优点,采用2维轨迹跟踪制导策略通过跟踪目标轨迹的航向角实现对翼伞轨迹的跟踪控制;在切换策略中,依据航向角偏差量设计双切换量的控制器切换规则,降低控制器间切换频率,提高双控制器切换的可靠性。仿真结果表明,与单一的控制器相比,切换控制器对给定归航轨迹的跟踪具有更优的效果。 展开更多
关键词 翼伞系统 轨迹跟踪 切换策略 线性自抗扰控制 预测控制
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基于聚类评价指标的无人车轨迹跟踪研究
13
作者 王柄华 邵克勇 +2 位作者 王婷婷 王炳淇 杨明昊 《电子设计工程》 2025年第7期7-11,共5页
针对无人车动力学参数改变导致轨迹跟踪误差变大和无人车稳定性降低的问题,提出一种基于聚类评价指标改进控制器权重参数的控制方法。基于三自由度无人车动力学模型设计了模型预测控制器;采用K-means++聚类算法对无人车行驶状态参数进... 针对无人车动力学参数改变导致轨迹跟踪误差变大和无人车稳定性降低的问题,提出一种基于聚类评价指标改进控制器权重参数的控制方法。基于三自由度无人车动力学模型设计了模型预测控制器;采用K-means++聚类算法对无人车行驶状态参数进行聚类分析得出实时安全等级;结合安全等级与质心侧偏角并基于粒子群算法优化MPC控制器权重系数。CarSim/Matlab/Simulink联合仿真结果表明,在28 km/h工况下,横向误差和质心侧偏角对比之前分别降低了28.2%和5.6%;在50 km/h工况下,横向误差和质心侧偏角对比之前分别降低了15.7%和14.9%。具有良好的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 模型预测控制 无人车稳定性分析 K-means++ 粒子群算法
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基于LSTM网络的机器人自适应轨迹跟踪控制方法
14
作者 宋鸽 曹建福 +1 位作者 曹晔 邹丰 《工业控制计算机》 2025年第1期94-96,99,共4页
面向精密零件加工、医疗手术等领域的机器人,需要进行动力学建模和高精度轨迹跟踪控制。由于机器人是多变量非线性系统,存在关节摩擦等不确定因素影响,实现机器人的高精度的轨迹控制极具挑战。采用长短期记忆神经网络(LSTM)对机器人动... 面向精密零件加工、医疗手术等领域的机器人,需要进行动力学建模和高精度轨迹跟踪控制。由于机器人是多变量非线性系统,存在关节摩擦等不确定因素影响,实现机器人的高精度的轨迹控制极具挑战。采用长短期记忆神经网络(LSTM)对机器人动力学建模并构造自适应控制器,补偿建模的微小偏差和机器人长期运行产生的动力学参数误差,使机器人末端跟随给定轨迹。仿真结果表明:提出的方法与传统方法相比有较高的精度,轨迹跟踪误差减小了36.7%,并且不需要对摩擦力进行建模,且在动力学参数漂移情况下,也可实现高精度平稳控制。 展开更多
关键词 逆动力学 LSTM网络 自适应控制 轨迹跟踪控制
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基于ADRC的四旋翼无人机轨迹跟踪系统
15
作者 王浩博 胡淼 《直升机技术》 2025年第1期19-23,共5页
针对四旋翼无人机飞行时可能存在的模型偏差以及外部扰动等不确定性情况导致的控制困难的问题,提出了一种结合ADRC与PID的轨迹跟踪控制系统。针对四旋翼无人机的数学模型,建立由PID组成的姿态内环以及由ADRC组成的位置外环,通过ADRC完... 针对四旋翼无人机飞行时可能存在的模型偏差以及外部扰动等不确定性情况导致的控制困难的问题,提出了一种结合ADRC与PID的轨迹跟踪控制系统。针对四旋翼无人机的数学模型,建立由PID组成的姿态内环以及由ADRC组成的位置外环,通过ADRC完成未知扰动的自主观测并实现扰动的在线补偿,实现更好的轨迹跟踪能力。仿真结果表明,所设计的控制系统与传统控制方式相比有更高的轨迹跟踪精度以及更好的扰动抑制能力。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 轨迹跟踪
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考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪算法
16
作者 李文礼 李旭 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期19-26,共8页
为提高自动驾驶汽车轨迹跟踪精度与行驶稳定性,提出考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪控制算法。建立三自由度车辆动力学模型和轨迹跟踪模型预测控制器,基于横向跟踪偏差和道路曲率自适应调整模型预测控制器的价值函数;基于递推最小... 为提高自动驾驶汽车轨迹跟踪精度与行驶稳定性,提出考虑路面附着系数的自适应MPC轨迹跟踪控制算法。建立三自由度车辆动力学模型和轨迹跟踪模型预测控制器,基于横向跟踪偏差和道路曲率自适应调整模型预测控制器的价值函数;基于递推最小二乘法实时估算路面附着系数,将估算结果作为轮胎侧偏角以及横向加速度约束相关的变量引入到控制器中,解决车辆在低附着路面下转向时轮胎侧向力易超出轮胎线性区间导致车辆失稳的问题。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台进行仿真实验。结果表明,在不同附着系数的路面环境下,该算法相较于传统MPC控制算法具有更高的跟踪精度和稳定性。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 路面附着系数识别 模型预测控制 模糊控制 权重系数
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基于事件触发的欠驱动船舶轨迹跟踪自适应滑模控制
17
作者 白春鹏 隋江华 宋纯羽 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期70-75,共6页
针对欠驱动船舶在轨迹跟踪控制中遭遇的外部未知环境强扰动和控制器频繁更新问题,本文提出一种基于事件触发的自适应滑模控制器。控制器利用反步法设计虚拟控制律实现轨迹跟踪,并采用径向基(RBF)神经网络逼近船舶模型不确定部分,设计参... 针对欠驱动船舶在轨迹跟踪控制中遭遇的外部未知环境强扰动和控制器频繁更新问题,本文提出一种基于事件触发的自适应滑模控制器。控制器利用反步法设计虚拟控制律实现轨迹跟踪,并采用径向基(RBF)神经网络逼近船舶模型不确定部分,设计参数自适应律以估计外部干扰的上界。引入事件触发机制,显著降低控制器更新频率。通过构建Lyapunov函数,证明了闭环系统的稳定性,确保事件触发间隔大于零,有效预防Zeno现象。仿真结果显示,控制器能够保持精确轨迹跟踪,并且更新次数减少约5000次,显著提高船舶控制效率。该控制器设计简洁,易于实现,有助于降低船舶能耗,提高船舶的操作性能,可进一步应用到实际工程实践中。 展开更多
关键词 事件触发控制 RBF神经网络 滑模控制 轨迹跟踪
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考虑轮胎侧偏刚度的分布式电动汽车轨迹跟踪控制
18
作者 邹俊逸 蒋益民 王峰 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期27-38,共12页
针对轨迹跟踪过程中轮胎侧偏刚度动态变化的问题,提出一种考虑轮胎侧偏刚度的轨迹跟踪控制器。以分布式电动汽车为研究对象,建立七自由度整车动力学模型,仿真分析垂向载荷和侧偏角对侧偏刚度的影响;设计基于径向基神经网络(radial basis... 针对轨迹跟踪过程中轮胎侧偏刚度动态变化的问题,提出一种考虑轮胎侧偏刚度的轨迹跟踪控制器。以分布式电动汽车为研究对象,建立七自由度整车动力学模型,仿真分析垂向载荷和侧偏角对侧偏刚度的影响;设计基于径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)的侧偏刚度估计器,考虑RBFNN初始化参数的不确定性,利用k-means算法改进其函数中心,通过最小二乘法(least mean square,LMS)调整RBFNN的隐含层和输出层的权值,改善侧偏刚度估计器的预测精度和收敛速度。结果表明,优化后RBFNN测试时间缩短4 s,训练时间缩短700 s,绝对误差和相对误差分别降低44.3%、55.2%。基于模型预测控制(model predictive control,MPC)设计了轨迹跟踪控制器,将侧偏刚度估计值代入预测模型中,同时添加动力学约束以提高跟踪的稳定性。搭建了CarSim/Simulink联合仿真平台,将考虑侧偏刚度的轨迹跟踪控制器与未考虑侧偏刚度控制器进行对比。结果表明,无论是在高附着路面还是低附着路面,考虑侧偏刚度的轨迹跟踪控制器具有更好的稳定性,说明所提出的改进估计模型和轨迹跟踪策略具有良好的应用价值。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 侧偏刚度 模型预测控制 分布式电动汽车 径向基神经网络 K-MEANS 最小二乘法
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基于扰动观测器的抓取机器人轨迹跟踪控制方法研究
19
作者 倪国庆 《工业控制计算机》 2025年第1期44-46,48,共4页
为避免抓取机器人转向角出现过度偏转的情况,实现对位移轨迹节点的准确跟踪与控制,针对基于扰动观测器的抓取机器人轨迹跟踪控制方法,设计扰动观测器元件,通过划分轨迹矢量取值区域的方式,求解估算函数表达式的具体数值,实现机器人运动... 为避免抓取机器人转向角出现过度偏转的情况,实现对位移轨迹节点的准确跟踪与控制,针对基于扰动观测器的抓取机器人轨迹跟踪控制方法,设计扰动观测器元件,通过划分轨迹矢量取值区域的方式,求解估算函数表达式的具体数值,实现机器人运动模型的构建。根据力矩系数计算结果,推导机器人质心节点的跟踪特征,以此为基础,完善前馈控制原则,完成基于扰动观测器的抓取机器人轨迹跟踪控制方法的设计。对比实验结果:应用扰动观测器设备后,X轴、Y轴、Z轴方向上转向角偏转情况,虽然超过理想偏转标准,但并没有超过理想数值的10%,符合准确跟踪控制抓取机器人位移轨迹节点的实际应用需求。 展开更多
关键词 扰动观测器 抓取机器人 轨迹跟踪控制 估算函数 力矩系数
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基于双目视觉的电力巡检机器人轨迹跟踪方法研究
20
作者 佟芳 马晓琴 李文明 《机械设计与制造工程》 2025年第1期40-44,共5页
电力巡检机器人轨迹跟踪在线测距中存在延时与可靠性较差等问题,导致轨迹跟踪精度较低。为此提出基于双目视觉的电力巡检机器人轨迹跟踪方法。首先,构建机器人运动学模型分析运动误差,获取点云数据并处理点云网格信息,加强对轨迹数据的... 电力巡检机器人轨迹跟踪在线测距中存在延时与可靠性较差等问题,导致轨迹跟踪精度较低。为此提出基于双目视觉的电力巡检机器人轨迹跟踪方法。首先,构建机器人运动学模型分析运动误差,获取点云数据并处理点云网格信息,加强对轨迹数据的收集力度。然后,提取相应运动轨迹路径,按照相关路径检验机器人轨迹跟踪方法的可行性,降低轨迹跟踪信息的提取失误率。最后调整轨迹跟踪系统角度,建立双向导航系统以实时取得跟踪结果。经实验验证,所提方法轨迹跟踪精度较高,跟踪误差在2%以下,能够有效地完成电力巡检机器人轨迹跟踪。 展开更多
关键词 双目视觉技术 电力巡检 巡检机器人 轨迹跟踪 机器人轨迹
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