[發明專利]一種基于BP神經網絡的多目標滑模軌跡跟蹤控制算法

在審

• 申請號: 202210706878.1
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115923831A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 鄧龍澤;熊雙;陳波;魏翔
• 申請（專利權）人: 鄧龍澤
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W50/00;G06N3/0442;G06N3/084
• 代理公司: 武漢菲翔知識產權代理有限公司 42284
• 代理人: 龍海麗

1.一種基于BP神經網絡的多目標滑模軌跡跟蹤控制算法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1、搭建車輛動力學模型；

S2、基于車輛實際位姿偏差運動狀態方程設計滑模面，實現滑?？刂扑惴軌驅Χ嗄繕诉M行跟蹤控制；

S3、基于BP神經網絡設計滑模趨近律，增強滑控制的自適應性；

S4、基于BP神經網絡的多目標滑?？刂扑惴?，通過控制車輛前輪轉角實現軌跡跟蹤。

2.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的多目標滑模軌跡跟蹤控制算法，其特征在于：所述S1搭建基于期望軌跡的車輛動力學模型具體為：首先搭建車輛二自由度動力學模型，然后，根據期望軌跡和實際軌跡，求出橫向位移偏差e_y和航向角偏差eθ及其一階導數，基于此，搭建軌跡跟蹤誤差模型，最后以作為狀態變量，車輛前輪轉角作為控制輸入λ₁＝δ_f，以期望軌跡當前點處的期望橫擺角速度與期望橫向速度及一階導作為參考輸入，基于期望軌跡的軌跡跟蹤車輛動力學模型如下：

式中，M、N、G、C矩陣分別如下：

C＝diag(1,1,1,1)

其中，Fxf和Fyf指的是車輛前輪受到的x和y方向的力的作用，Fxr和Fyr指的是車輛后輪受到的x和y方向的力的作用，f指的是車輛前輪轉角，v指的是車輛速度，af指的是車輛速度方向與前輪方向夾角，ar指的是車輛速度方向與后輪方向夾角。

3.根據權利要求1所述的一種基于BP神經網絡的多目標滑模軌跡跟蹤控制算法，其特征在于：所述S2基于車輛實際位姿偏差運動狀態方程設計滑模面，實現滑模控制多目標控制，具體為：以橫向位移偏差e_y和航向角偏差eθ兩個狀態量作為跟蹤目標，以前輪轉角為控制量建立車輛軌跡跟蹤系統橫向控制模型，分析基于期望軌跡的軌跡跟蹤車輛動力學，將車輛理想位姿偏差作為參考量，車輛實際位姿偏差p隨著參考量變化，此模型即為車輛橫向運動控制參考模型，然后對式(1)進行處理后可以得到車輛實際位姿偏差運動狀態方程如下：

式中，P,H₁,H₂,H₃,H₄如下：

系統控制誤差e可以表示為：

e＝p-p_n?????????????????式(3)

其中p_n指的是車輛理想位姿偏差。

系統滑模面可以表示為：

理想情況下，p_n＝0，由此可得，基于車輛實際位姿偏差運動狀態方程設計滑模面如下：

其中，c指的是滑模面系數，c1和c2均為正數。