[發明專利]一種基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法及系統

在審

• 申請號: 202210120872.6
• 申請日: 2022-02-08
• 公開（公告）號: CN114537402A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李丹陽;趙又群;孫馨雨;虞志浩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W40/00
• 分類號: B60W40/00;B60W50/00;B60W50/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張寧馨

1.一種基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、根據4WID-4WIS汽車二自由度側向動力學模型建立跟蹤誤差變量的二階動力學方程；

步驟S2、根據所述動力學方程建立控制系統狀態空間模型；

步驟S3、建立徑向基神經網絡算法，所述徑向基神經網絡算法對所述系統狀態空間模型中的未知干擾項進行實時逼近，提高控制系統的跟蹤性能；

步驟S4、建立評判系統干擾抑制能力的性能指標；

步驟S5、設計Lyapunov函數和干擾抑制評價指標，并基于HJI不等式設計前后輪轉向角控制律及徑向基神經網絡自適應控制律。

2.根據權利要求1所述的基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述步驟S1中動力學方程表示如下：

其中e＝[e₁,e₂]^T，e₁為車輛當前位置誤差，e₂為車輛當前方向誤差；u＝[δ_f,δ_r]^T，其中δ_f為前輪轉角，δ_r為后輪轉角；為理論的方向變化率，d為系統受外界未知干擾項，A、A₁、B、B₁為系統參數矩陣，具體如下：

其中，k₁、k₂依次為車輛前、后輪側偏剛度，a、b依次車輛質心至前軸、后軸距離，m為整車質量，I_z為整車繞Z軸轉動慣量，u為車輛縱向速度，R為目標路徑曲率半徑。

3.根據權利要求2所述的基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述步驟S2中首先定義狀態變量如下：

建立控制系統狀態空間模型如下：

其中

4.根據權利要求3所述的基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述徑向基神經網絡包括輸入層、隱含層、輸出層；其中：

輸入層輸入向量為x＝[x₁,x₂]^T，其中x₁、x₂為狀態變量；

隱含層包括5個神經元，輸出為h(x)＝[h_i]^T，i＝1,2,3,4,5，其中第i個神經元h_i的輸出：

其中，c_i為隱含層第i個神經元高斯基函數中心點的坐標向量，b＝[b_i]^T，b_i為隱含層第i個神經元高斯基函數的寬度；

輸出層輸出干擾逼近值W為神經網絡權值矩陣，存在一個理想干擾逼近值滿足：

其中W^*為理想神經網絡權值矩陣，ε₀為給定極小值；

定義逼近誤差權值誤差模型不確定干擾表示如下：

d＝W^*h(x)+ε_d

5.根據權利要求2所述的基于HJI理論的4WID-4WIS汽車路徑跟蹤控制方法，其特征在于，所述步驟S4中干擾抑制性能指標表示如下：

其中z＝px₁，p為給定常數，當J越小時，系統魯棒性越好。