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信息工程学院本科生毕业(设计)论文题目车辆编队控制与仿真研究学生姓名学号专业自动化指导教师2011年5月5日毕业设计(论文)任务书专业自动化班级学生毕业设计(论文)题目车辆编队控制与仿真研究毕业设计(论文)内容建立车辆与车队的动态模型,设计控制器控制领队车辆与跟随车辆的距离以及两者之间的角度;对系统进行稳定性分析。毕业设计(论文)专题部分针对自主车辆本身存在的约束关系,采用领航者跟随者研究方法进行车辆与车队的建模,并利用李亚普洛夫稳定性分析法和反馈线性化法对系统稳定性进行分析,对比两种分析方法。设计控制器并编写程序进行仿真,分析仿真结果并总结是否满足控制要求。起止时间2011年3月2011年6月指导教师签字年月日教研主任签字年月日学院院长签字年月日A1A0A1A2A3A4A6A5摘要本文主要研究车辆的编队控制,通过车辆编队控制提高道路车辆密度,增加道路容量同时,有效地缓解交通拥堵,增强交通的畅通性及安全性此外,车辆编队行驶可以降低车辆受到的空气阻力,降低车辆耗油,节约能源因此有必要对车辆编队的控制方法进行研究近年来,自主车辆的队形控制问题逐渐引起了研究人员的关注。本文深入研究国内外在队形控制方面的理论成果,总结现有成果中存在的不足和局限性,对自主车队的队形控制问题进行进一步研究。本文的主要研究内容如下首先,详细的阐述了目前关于车队控制及编队控制方法问题的研究现状,概述了国内外针对该领域的最新研究进展,G969对研究现状进行G1491G3685G4144总结,提G1147了G3757关的研究成果以及G3406G1284到的研究成果中G3087G3062存在的G1931G1316问题和局限性。G2915G1201,针对现有的编队控制G2662G3832G2009G2379过G1105中存在的局限性和不足。本文G4407新G2009G2379G4533G947G3714,结G1766G3353G2525车辆自G3206的G4206G1358G3888约G3311关G3714,G4206G4104G1621G3387领G1748G4320的编队方法,G2012车队的控制问题G4455G1828G3609车辆G4365G1975的G1621G4502问题,G969对车辆控制G3714G3524进行必要的G3639G1351性G1491G3685。G4220G1201,对本文中G2009G2379的新的G1621G3387领G1748G4320车队G1476G3756性G4206G1358G2662G3832,G1008G4104LYAPUNOV控制G3384法G3201G1945G1621G3387车辆的G1621G4502G3374度控制G2934,G876G4355G1621G3387车辆能G1652G4144领队车辆G876G1115G2905的G3757对G2159G2358和G2040度行驶,G2454外G1838G1008G4104G1457G2284G3756性G1828方法G3201G1945G1621G4502G3374度控制G2934来G2012G1476G3756性G3714G3524G1828G3609G3756性G3714G3524,G1234到车A7A8A7A9A10A11A12A13辆G4167G2905的G1975G2159和行驶G2040度,G969G1620G2156G3201G1945的G1621G3387车辆G1621G4502控制G2934G4104SIMULINK对G3714G3524进行G1471G4327,通过G1471G4327来G3954G4355在新G2662G3832G1902G1156G3176G3201G1945的控制G2934对车队队形G3262G1518G2158有G2405G1754的控制效果。G3062G1802,G2012G3201G1945的G1621G3387车辆的控制G2934G2292展到N辆车G4518成的车队队形控制中。最G1802,对G4348G1617车队G3714G3524G1471G4327,G3954G4355了控制G2934对于G4348G1617车队的队形控制效果的有效性,G969G876G4355G4348G1617编队G3714G3524的G3639G1351性和对外G2072G1572G3072的G2490G863性文G4291G2668G3617对本文的一G3796研究成果进行G1238G4385总结。关键词队形控制,领G1748G4320G1621G3387G4320LYAPUNOVG3384法,G1457G2284G3756性G1828,G1471G4327,车辆编队A14A14A15A14A16A17A18ABSTRACTABSTRACTTHEFLEXIBLELOWCOSTAUTOMATEDSCALEDHIGHWAYFLASHLABORATORYATTHEVIRGINIATECHTRANSPORTATIONINSTITUTEVTTIISONEOFMANYFACILITIESDEDICATEDTOTHEFIELDOFINTELLIGENTTRANSPORTATIONSYSTEMSITSTHEGOALOFTHEFLASHLABISTOPROVIDESMALLSCALEDEVELOPMENTANDIMPLEMENTATIONOFAUTONOMOUSCONTROLSTRATEGIESFORTODAYSVEHICLESTHECURRENTCONTROLLERUSEDONTHESCALEVEHICLESISBASEDSOLELYONTHEKINEMATICSOFTHESYSTEMTHISBODYOFWORKWASAIMEDTODEVELOPADYNAMICCONTROLLAWTOENHANCETHEPERFORMANCEOFTHEEXISTINGKINEMATICCONTROLLERTHISCONTROLSYSTEMISINTENDEDTOAUTOMATICALLYMAINTAINTHEVEHICLESALIGNMENTONTHEROADASWELLASKEEPTHESPEEDOFTHEVEHICLECONSTANTIMPLEMENTATIONOFSUCHSYSTEMSCOULDCONCEIVABLYREDUCEDRIVERFATIGUEBYREMOVINGNEARLYALLTHEBURDENOFTHEDRIVINGPROCESSFROMTHEDRIVERWHILEONTHEHIGHWAYSYSTEMDYNAMICSOFCARLIKEROBOTSWITHNONHOLONOMICCONSTRAINTSWEREEMPLOYEDINTHISRESEARCHTOCREATEACONTROLLERFORANAUTONOMOUSPATHFOLLOWINGVEHICLETHEAPPLICATIONOFWORKINGKINEMATICANDDYNAMICMODELSDESCRIBINGCARLIKEROBOTICSYSTEMSALLOWEDTHEDEVELOPMENTOFANONLINEARCONTROLLERSIMULATIONSOFTHEVEHICLEANDCONTROLLERWEREDONEUSINGMATLABCOMPARISONSOFTHEKINEMATICCONTROLLERANDTHEDYNAMICCONTROLLERPRESENTEDHEREWEREALSODONEINA14A14A15A14A16A17A18ABSTRACTORDERTOMAKETHESIMULATIONSMODELTHEACTUALSYSTEMMORECLOSELY,MEASURESWERETAKENTOAPPROXIMATEACTUALSENSORREADINGKEYWORDVEHICLELONGITUDINALMOVEMENT,LEADERFOLLOWER,LYAPUNOVFUNCTIONBASEDAPPROACH,FEEDBACKLINEARIZATION,SIMULATION,VEHICLEPLATOOA19A19A20A19A21A22A23A24A25目录G1307一G4291G3G3874G3论G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G20G3研究目的及G4041G4044G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G20G17G20G3研究G892G2111G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G20G17G21G3研究G4041G4044G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G21G3国内外研究现状G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G21G3G20G17G21G17G20编队控制研究方法G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G21G3G20G17G21G17G21G3车辆编队控制研究中的不足G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G23G3G20G17G22G3本文研究的主要内容及结G1650G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G24G3G1307G1437G4291G3车辆G2662G3832G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G25G3G21G17G20G3G1254G1617车辆的G4206G1358G3888G2662G3832G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G25G3G21G17G21G1621G3387领G1748G4320的车队G2662G3832G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G27G3G21G17G21G17G20领G1748G4320G16G1621G3387G4320G4206G1358G2662G3832G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G27G3G193G21G17G21G3G1621G3387车辆的G3626G4386G3682G1045G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G20G3G21G17G22G3本G4291G3788结G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G21G3G1307G3128G4291G3车辆控制G2934G3201G1945G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G22G3G22G17G20G3前提G3496G2001G1964G3201G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G22G3G22G17G21控制G2934G3201G1945思路G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G23G3G22G17G22车辆控制G2934G3201G1945G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G24G3G22G17G22G17G20G3G1008G4104LYAPUNOVG1491G3685法G3201G1945控制G2934G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G24G3G22G17G22G17G21G3G1008G4104G1457G2284G3756性G1828G3201G1945控制G2934G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G27G3A26A26A27A26A28A29A30A31A32G22G17G23本G4291G3788结G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G209G3G1307G3353G4291G3G3714G3524G1471G4327G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G210G3G23G17G20G3SIMULINK简介G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G210G3G23G17G21G3G1471G4327G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G210G3G23G17G21G17G20G3G1471G4327要求G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G21G20G3G23G17G21G17G21G1902于LYAPUNOV方法的SIMULINK控制G3714G3524G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G21G20G3G23G17G21G17G22G3G1902于G1457G2284G3756性G1828的SIMULINK控制G3714G3524G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G217G3G23G17G21G17G23G3两种控制G2934G3201G1945方法的比较G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G220G3G23G17G22G3本G4291G3788结G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G220G3G1307五G4291G3结G3论G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G22G20G3A26A26A27A26A28A29A30A33A34A35A36A291第一章绪论11研究目的及意义111研究背景近年来,对于车辆的编队控制问题越来越受到人们的关注。这主要是因为随着世界范围的经济和科技的发展,车辆不断增多,公路系统车流量也急剧增加,伴随着例如交通拥挤、交通事故、环境污染等不利现象的出现,造成严重的人身伤亡及经济损失。另外,在某些特殊领域,如在可见度低,地形复杂等恶劣行驶环境下,经常会出现自主车辆组成的车队以各种指定队形方式,通过互相协作完成探查、巡G17935、G6600G6949等G1231G2165的G5785G1929,因G8504对于自主车辆的队形控制问题G11752G12362也成为G11752G12362的重G9869G16850题。在G6117G3281,人G2487G4506度G3835,车辆拥G7389量也相对G5234G3835,G9994G13792G6117G3281的公路G5326G16786相对发G17810G3281G4490G7389G5468G3835G5058G17329,在车辆控制方G19766也相对G14865G2530。因G8504交通拥G3634、环境污染的现象在G6117G3281G7368加严重。G11013于地G10714G1313G13634、G8680G1517G5445G2721,G6117G3281的G18108G2010地G2318经常出现G19464G19644、G3835G19666、G19489G19646等G3837G8680,这些恶劣的G8680G1517因G13044,也对车辆行驶造成不利G5445G2721,G1955低G1114车辆行驶的G4445G1852G5627,G4560G14280相关的交通事故G20069G13333发G10995,G4559G8726各种G16311G1927交通问题的方G8873也G4613G7696外G17855G2011。112研究意义G4613G11458G2081的G5785G1929来G11487,G16311G1927交通问题G2011G4466可行的G2162G8873是如G1321G6564G20652现G7389的G17959路交通G4493量和G6940G10587。例如G1363G11004G1820G17839的科G4410技G7427来G6564G20652车辆G5627G14033利G11004自G2172G2282技G7427G9052G19512G20562驶G2604G2465G5224G5322G7114和G2040断不G1946G11842等人为因G13044G5114来的G5190G6212G18331G11004G7368G7389G6940的交通G12661G10714G2162G8873对车辆G2524G10714G16855度等,这些方G8873不G1177G14033G3827G6564G20652G17959路交通流量,G2528G7114可G1955G17743交通G19471G3634、交通事故等不利现象的发G10995。G1866G1025对车辆G17839行编队控制G4613是G980种G7389G6940的车辆G16855度方G8873。G1866G11458的是G6564G20652G19482路交通的G4445G1852G5627、G6564G20652G17959路的通行G14033G2159、G14422G13434G14033G9316、G1955G17743G20562驶G2604的G2183G2172G5390度、G6564G20652G1866G14310G17878度等。G13520上所述,车辆的编队控制的G11752G12362在G6564G20652交通G4445G1852G5627和G17959路通行G14033G2159方G19766、A37A37A38A37A39A40A41A42A43A44A45A402军事和航G3837探测方G19766具G7389重G3835的G10714论和现G4466意义。12国内外研究现状近些年来,关于编队控制方G19766的G11752G12362引起G1114不少G11752G12362人G2604的关注,在这些领域出现G1114G3835量的科G11752成果,本G14422将针对这些G11752G12362成果G17839行详细的阐述。121编队控制研究方法所谓编队控制即是指通过选取G2524G17878的控制策略对群体的运G2172G17839行控制,G1363G980组G11013多个G2528类或相似个体组成的系统保持期望的相对G1313姿,维持编队队形协G2528作业,以完成特定G1231G2165的控制过程。编队控制G11458G2081被广泛G5224G11004在多自G2172机器人、航G3837飞行器群体、自主车队及舰队等的协G2528作业G1025。本G14422将针对队形控制G1025各种方G8873,对G1866G11752G12362成果G17839行详细的阐述。基于行为的控制方法第G980种控制方G8873是基于行为的控制方。它是G11013BALCH和ARKIN在队形保持方G19766G1025G6564出的G980种基于行为的控制方G8873,该方G8873G18331G11004自下G13792上构造系统的方式,G1866主要思想是将队形控制G1231G2165G2010G16311为G980系列的基本行为,通过行为的G13520G2524来G4466现运G2172控制。在文献8G1025,将基于行为的控制方G8873运G11004在车辆群体的队形控制G1025,对车辆的行为G17839行基本G16786定对于G980般的队形控制系统,G1866基本行为主要包括躲避障碍物、驶向G11458标以及队形保持等。基于行为的控制方G8873主要是通过对个体基本行为G16786定,以及局G18108控制规则的G16786计G1363得队列群体产G10995所需的整体行为。在不G2528角度对队形G1025的个体G17839行不G2528的行为G16786定,对G1866速度、角度等G17839行控制,G1363队形G1025的个体G14033G3827平滑的躲避障碍物,并迅速恢复原编队队形。它具G7389并行G5627、G2010布G5627和G4466G7114G5627好,但是难以明G11842G16786计出G14033G2524成指定队形的局G18108基本行为和局G18108控制规划,队形控制的稳定G5627得不到保证,另外,G16786计G14033G3827G2524成指定队形的局G18108基本行为也是比较困难的。基于虚拟结构的控制方法第二种G11752G12362方G8873是基于虚拟结构的控制方G8873,它的基本思想是将团队的队形作为刚G5627结构,G4466际单G1313个体在虚拟结构G1025对G5224该结构G1025相对固定的G980G9869,根据A46A46A47A46A48A49A50A51A52A53A54A493个体之间相对G1313G13634G5326立参考系,当队形移G2172G7114,随着参考系在空间的移G2172,编队的虚拟结构G1025与编队里每个G4466际个体相对G5224的虚拟个体也随之移G2172,虚拟个体的状态即为G4466际个体的期望状态,G4466际个体只需跟踪参考系上与之对G5224的虚拟G9869,这样个体之间依G9994保持彼G8504稳定的相对G1313G13634。基于虚拟结构方G8873的控制器G16786计G2010为三个G19466G8585,G20330G1820G5326立基于虚拟结构的整体编队G8181G3423G9994G2530将虚拟结构G1025的期望运G2172G17728G6454为每个航G3837器个体期望的运G2172G7380G2530为每个航G3837器个体G16786计路G5464跟踪控制器。基于虚拟结构的方G8873G5468G4493G7143指定车辆群体的行为,并取得较G20652G12946度的G17724G17869跟踪G6940果。但是多G18331G11004G19610G1025式G4466现,要G8726队形G6365G980定的虚拟结构运G2172,G19492制G1114G1866G5224G11004的范围,G13582G1059G9801G8975G5627和G17878G5224G5627。跟随领航者LEADER一FOLLOWER控制方法G17836G7389G980种G11752G12362方G8873G4613是跟随领航G13785LEADERG980FOLLOWER方G8873,基本思想是在整个编队G1025指定G980个或多个领航G13785LEADER,G1866G1325成G2604作为跟随G13785FOLLOWER,这样G4613可以将队形控制问题G17728G2282为跟随G13785对领航G13785的跟踪问题,在G13485定领航G13785的行为或G17724G17869的G5785G1929下,G16786计跟随G13785的制器,G1363跟随G13785G14033G3827保持与领航G13785的期望G1313姿,G1186G13792控制整个群体编队G6365G10043期望的G17724G17869并保持期望的队形运行。跟随领航G13785的队形控制G16786计方G8873可G2010为G1016类,G2010G2047为L控制和LL控制。L控制方G8873G1025,对于整个群体G1025的每G1016个体组成G980对,G16786定G980个为领航G13785,另G980个为它的跟随G13785,G16786定跟随G13785与领航G13785之间的期望的相对G17329G12175LD。以及他们之间期望相对角度D,通过控制器G16786计G1363跟随G13785与领航G13785之间G4466际的相对G17329G12175和角度G17810到期望G1552,G1186G13792G4466现编队的队形保持。与L控制方G8873不G2528的LL是控制方G8873只需考G15397相对G17329G12175不G11004考G15397相对角度的问题,LL控制方G8873需要考G15397群体G1025三个个体之间的相对G1313G13634,G1866G1025G980个作为跟随G13785,G1866G1325G1016个个体作为G1866领队车辆,G16786定跟随G13785对G1016个领航G13785之间的期望的相对G17329G12175LD1和LD2,通过控制器G16786计G1363跟随G13785与领航G13785之间G4466际的相对G17329G12175G17810到期望G1552保持队形稳定。跟随领航G13785的队形控制方G8873主要是在G11842定领航G13785的G17724G17869的G5785G1929下,针对跟随G13785G16786计控制器,控制相对G12628单,但是,G11013于领航G13785和跟随G13785之间相对G10432立,不G4493G7143得到跟随G13785的G16835G5058G2465G20316。模型预测法MPC)A55A55A56A55A57A58A59A60A61A62A63A584G17836G7389G980种G7094是G8181G3423G20056测G8873MPCG709,G8181G3423G20056测控制考G15397G1114G2172态环境的G2476G2282和过程的不G11842定G5627,G11004G2465复G17839行G7389G19492G1260G2282的方G8873,G1363G20056测控制在过程G1025G4466现G1260G2282与G2465G20316的G10714想结G2524。这种方G8873具G7389较G5390的G10714论基G11796,但计G12651量较G3835,在G4466G7114计G12651、可G6205展以及G2010布G4466现等方G19766G17836G7389G5465G17839G980G8505的G11752G12362。基于广义坐标的方法文献2G6564出G1114G980种基于广义G3364标的方G8873。广义G3364标考G15397队列G1025的队形参考G9869,G2063G11023出队形G1025个体的G1313G13634L、方向G2487以及外形S,群体的运行G17724G17869可G11464G6521G11004G1313G13634L、方向O以及外形SG15932G12046。通过队形控制G10587,G9188近G17873踪运行G17724G17869,G1186G13792维持期望队形。文献34G1025利G11004G1114相似的G10714论,G5326立G3282形G3364标,完成G980定G3282形的队形控制。上述所G1183G13473每种方G8873G18129G7389各自的G1260G9869及不G17287,因G8504在G4466际G11752G12362G1025G5460G5460将G1972种控制方G8873相互结G2524,取G19283G15929G11713,例如文献5将基于行为的方G8873人G5049G2195G3342G8873相结G2524,文献6将基于行为的方G8873与跟随领航G13785的方G8873相结G2524,G11458G2081G3281G1881针对队形控制的G11752G12362主要以基于行为的方G8873和跟随领航G13785的方G8873为主。122车辆编队控制研究中的不足G15441G9994G11458G2081对车队控制及编队控制方G19766的G11752G12362引起广泛的关注,在这些领域也出现G1114G3835量的科G11752成果,但G1866G1025G1185G4396在G980些的问题和不G17287之G3800。下G19766将对G1866G1025G4396在的不G17287G17839行G5647结1G11458G2081对于车队的控制G980般G2010为G13449向控制、G8190向控制和G13449向G8190向的G13520G2524控制三种。但是这三种对车队的控制方式,G18129是控制车队的某种特定单G20045运G2172,并G8821G7389G4466现对车队行驶过程G1025可G14033出现的队形G5785G1929整体控制G6940果。因G8504,需要G4559G8726G980种G17878G11004于车队多种队形形态的控制方G8873。2在编队控制方G19766,各种控制方G8873主要G5224G11004在自主机器人群体控制G1025,因G8504,在G5326G8181过程G1025主要根据群体G1025个体之间的G1972G1321G1313G13634G5326立G8181G3423,对于个体的运G2172G4410及G2172G2159G4410控制因G13044考G15397的G5468少。G13792对车辆等的编队控制具G7389G2325G2010重要的G4466际G5224G11004G1227G1552,因G8504,在G11752G12362车辆等的编队控制G1025,G5224考G15397G1866本身的运G2172G4410及G2159G4410关系G5326立G8181G3423,G16786计G17878G2524的控制器。3在编队控制G16786计G1025,G3835多G11752G12362或是将群体作为G980个整体系统出发,G11464G6521A64A64A65A64A66A67A68A69A70A71A72A675考G15397对整体的控制,或是G1186群体G1025的个体出发,考G15397个体之间的队形关系,但是,G5468多G5785G1929下G8821G7389将整体队形和个体运G2172G7389机的结G2524起来。4G11458G2081对于车队控制及编队控制的G11752G12362,G18129是针对G1461G5699完整的G5785G1929G13792G16340的,G9994G13792,在G4466际的G5224G11004G1025,G11013于环境、G3837G8680等因G13044的G5445G2721,车辆等的G1268G5875器会受到G980定的G19492制,出现通G16771G5322G17843及测量不G1946G11842等不G11842定G5627因G13044,因G13792,在以G2530的G11752G12362G1025也G5224G16786计如G1321G9052G19512这些不G11842定因G13044。G7101期的车辆编队主要G18331G11004G19610G1025控制的方式,这种方G8873G15441G9994G7389较好的控制G2709G17148,但需要G6238所G7389车辆的状态G18129G2465G20316到G1025G3842控制单G1815,会G5114来G3835量的G6980据交互和复杂计G12651,对G1025G3842G3800G10714器的要G8726G19762常G20652,G980G7098G1025G3842G3800G10714器出现故障,则整个系统G11263G11198,G13792G1000系统结构G13582G1059G9801G8975G5627和G13565G6930G562713本文研究的主要内容及结构本文主要针对自主车辆本身G4396在的G13434G7475关系,结G2524跟随G13785领航G13785的编队控制方G8873,G5326立车辆编队的运G2172G4410G8181G3423。并G18331G11004G7458G1134G7234G8943G3839稳定G5627G2010G7524G8873对车辆以及车队的G8181G3423G17839行G2010G7524G11752G12362。根据所G5326立的跟随G13785领航G13785车队运G2172G8181G3423G18331G11004LYAPUNOV控制G12651G8873,G16786计跟随车辆的跟踪控制器,保证跟随车辆G14033G3827与领队车辆保持期望的相对G17329G12175和角度行驶。G7380G2530根据G16786计的跟随车辆跟踪控制器对系统G1235G11507,通过G1235G11507G20576证控制器G16786计的G8503G11842G5627。G9994G2530根据所得到的G8181G3423G16786计控制器。在控制器的G16786计G1025着重考G15397编队系统对外界G5190G6212的G21077G7846G5627,并G1000要G8726具G7389较好的控制G2709G17148,G1817G2010地G9397G17287车队控制的要G8726,G1363整个车队保持期望的队形行G1363。本文的G3835体结构为第G980G12468为G13502论,G3835体G1183G13473本文所G11752G12362的问题G727第二G12468主要G1183G13473单个车辆和领航G13785跟随G13785的运G2172G4410G8181G3423G727第三G12468主要G17839行G1016种控制器的G16786计G727第G3247G12468G17839行G1235G11507G11752G12362G727G7380G2530第G1128G12468对G1852文G17839行G5647结并得出结论。A73A73A74A73A75A76A77A78A79A80A81A82A83A846第二章车辆模型对于G11013多辆自主车辆车组成的车队,控制G1866G6365期望的G1231意队形行驶,要考G15397车队G1025车辆的协作关系,以及车辆本身的G13434G7475关系,因G8504G6117们需G4559G8726G980种将队形控制问题与车辆控制问题相结G2524的自主车队队形G5326G8181方G8873和控制G12651G8873。在对车队G1025车辆G17839行控制器G16786计之G2081,本G12468G20330G1820G18331G11004跟随领航G13785的方G8873对自主车队G5326立运G2172G4410G8181G3423。本G12468G20330G1820G5326立单个车辆的运G2172G8181G3423,在考G15397车辆G17728向角及自身G13434G7475关系的G5785G1929下,结G2524跟随领航G13785的编队控制方G8873,对G12628单车队G8181G3423G17839行G2010G7524。G9994G2530考G15397队形控制要G8726,对车队系统G5326立G7044的完整的运G2172G4410G8181G3423。21单个车辆的运动学模型在编队控制方G8873G1025,领航G13785跟随G13785方G8873比较G11464G16278,控制比较G12628单,G7368G17878G2524G11004于车辆的队形控制G1025,本文G1025将G18331G11004领航G13785跟随G13785的方G8873对车队G5326G8181。文献1G6238跟随领航G13785队形控制方G8873G5224G11004于车队控制G1025G16786计控制器,G9994G13792G1866在G5326G8181过程G1025只考G15397G1114车队G1025车辆的G1972G1321G1313G13634关系,G8821G7389考G15397车辆本身的G13434G7475问题。因G8504在G5326立跟随车辆和领队车辆的运G2172G4410G8181G3423之G2081,本G14422G1820将针对单个G3247G17730车辆结构G2010G7524车辆的G13434G7475关系。G20330G1820对于本文G1025所G11752G12362的车辆G1582以下G1563G16786G727G1563G167861所G11752G12362的车辆G3355G11013G2530G17730G20549G2172,G2081G17730负责G17728向G727G1563G167862车辆的G2081轴与G2530轴等G19283,G1000车辆各G18108G2010G1972G1321对称G1000G17148量G3355匀,因G8504车辆G1025个G18108G2010的G1972G1321G1025心也为G1866G17148量的重心G727以车辆的G2081G2530G1016G17730为例,车辆结构G3282如G328221所G12046,G3282G1025各G3364标G3355G4396在于水平G3364标系G1025。A85A85A86A85A87A88A89A90A91A92A93A94A95A967A9721A98A99A100A101A97令,YX为车辆的重心G,AG15932G12046车辆G2530G17730到G的G17329G12175,BG15932G12046车辆G2081G17730到G的G17329G12175G727令为车辆G2081G17839的方向与X轴的夹角,即航向角。为G2081G17730与G13449轴之间的行驶角,即车辆G17728向角。V和WG2010G2047G15932G12046为车辆运G2172的G13449向速度和G8190向速度。对于车辆的不完G1852G13434G7475条件可通过下列式子G13485定0COSSINBYX0COSCOSSINAYX(21G709令VU为车辆水平方向

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