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基于線性變參數(shù)系統(tǒng)的四輪轉(zhuǎn)向自主地面車輛路徑跟蹤控制及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2021-09-12 10:45:58·  來源:同濟(jì)智能汽車研究所  
 
其中,輪胎側(cè)偏角定義為
 
 
將等式(6)和(7)代入(4)和(5)中,得到以下線性動(dòng)力學(xué)模型:
 
B.路徑跟蹤模型
為了設(shè)計(jì)路徑跟蹤控制器,基于圖2中的單軌模型,建立了四輪轉(zhuǎn)向AGV的路徑跟蹤模型,如圖3所示。除了車體坐標(biāo)系xy,xdyd坐標(biāo)系表示車輛在其目標(biāo)路徑上的方向,XY坐標(biāo)系是大地坐標(biāo)系。四輪轉(zhuǎn)向AGV的路徑跟蹤問題可以描述為最小化偏航角誤差和橫向位置誤差。
 
圖3 四輪轉(zhuǎn)向AGV路徑跟蹤模型
偏航角誤差可以表示為
 
其中是目標(biāo)偏航角,它的導(dǎo)數(shù)可以寫成
 
其中Rd是目標(biāo)路徑的曲率半徑。
在等式(9)的兩邊取一個(gè)關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù),得到
 
橫向位置誤差定義為從目標(biāo)路徑點(diǎn)P到x軸的垂直距離,其二階導(dǎo)數(shù)可寫成
 
 
其中ayd是目標(biāo)橫向加速度,可以表示為
 
 
此外,等式(12)可以重寫為
 
 
由于縱向速度假定為常數(shù),在積分方程(14)后,得出
 
 
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