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转向工况下无人驾驶机器人车辆非线性动力学控制研究
| 论文题名： | 转向工况下无人驾驶机器人车辆非线性动力学控制研究 |
| 关键词： | 无人驾驶机器人;转向工况;非线性动力学;神经网络;自适应模糊反演控制器 |
| 摘要： | 无人驾驶机器人是一种新型的车辆无人驾驶解决方案，它是能安装到驾驶室代替人类驾驶员在危险以及恶劣的环境下进行车辆自动驾驶的智能机器人。本文在课题组对无人驾驶机器人结构特性和车速控制的研究基础上，研究了在转向工况下无人驾驶机器人车辆非线性动力学控制机理。 首先，分析了无人驾驶机器人各个操纵机构的特性，分别建立了转向机械手模型与驾驶机械腿模型。结合七自由度车辆动力学模型、驱动和制动系统模型以及地面反馈负载力矩模型，建立了无人驾驶机器人车辆非线性耦合动力学模型。 然后，建立了由调整角度策略模块和调整角速度策略模块构成的转向操纵策略模型。建立了由纵向操纵踏板切换条件模块和纵向操纵踏板开度计算模块构成的纵向操纵策略模型。并在转向驾驶工况下将横向与纵向策略模型融合，建立了“加速-转向”和“减速-转向”的协调操纵策略模型。 最后，分析了无人驾驶机器人车辆非线性协调控制结构，接着建立了基于干扰观测器神经网络整定自抗扰控制器以及驾驶机械腿自适应模糊反演控制器，结合操纵车辆策略模型，考虑非线性干扰，建立了“无人驾驶机器人-车辆-道路”闭环系统模型。通过无人驾驶机器人车辆纵横向协调控制仿真及试验验证，验证了提出方法的有效性。试验结果表明，采用提出的协调控制策略合理的分配了方向盘旋转角度和油门与制动踏板开度，并且本文提出的横向与纵向控制器提高了跟踪精度，使得路径跟踪误差保持在±0.1m之间，速度跟踪误差保持在±2km/h之间。 |
| 作者： | 苏树华 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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